سلول اساس ساختار و فعالیت زندگی است. درس "سلول اساس ساختار و عملکرد موجودات است"

موجودات طبیعت زنده عمدتاً دارند ساختار سلولی. در این مقاله با جزئیات بیشتری در مورد ویژگی های ساختاری و عملکرد سلول ها صحبت می کنیم و آنها را با ترکیب شیمیایی و انواع آنها آشنا می کنیم.

ویژگی های ساختاری

سلول واحد ساختار و فعالیت حیاتی همه موجودات زنده در سیاره ماست. آنها می توانند اندازه های مختلف (از 3 تا 100 میکرون) و اشکال (اسوانه ای، کروی، بیضی) داشته باشند، عملکردهای مختلفی را انجام دهند و در انواع فرآیندهای متابولیک شرکت کنند.

از جانب ویژگی های مشترکترکیب شیمیایی و ساختار را می توان شناسایی کرد.

عناصر اصلی ترکیب شیمیایی کربن، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن است. این عناصر کلان بخش عمده ای از تمام اجزا را تشکیل می دهند. در میان نه مواد آلیآب و نمک های معدنی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند که به صورت یونی ارائه می شوند. اینها عبارتند از آهن، ید، پتاسیم، کلسیم، فسفر، کلر و غیره.

برنج. 1. ترکیب شیمیایی.

همچنین عناصر تشکیل دهنده مواد آلی هستند: کربوهیدرات ها، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، لیپیدها. جدول زیر به شما در درک عملکرد هر یک از آنها کمک می کند:

TOP 1 مقالهکه در کنار این مطلب می خوانند

عناصر ساختاری سلول عبارتند از غشای سلولی، هسته و سیتوپلاسم همراه با اندامک. هر یک از عناصر تشکیل دهنده ویژگی ها و عملکردهای خاص خود را دارند. مثلا:

• هسته حاوی کد ژنتیکی است و کلیه فرآیندهای موجود در ارگانیسم سلولی را تنظیم می کند.
• غشای سلولی از تأثیرات محیطی محافظت می کند، شکل می دهد.

غشای سلولی گیاهان بسیار متراکم تر از غشای سلولی است. این به دلیل وجود سلولز در ترکیب امکان پذیر است.

• سیتوپلاسم اتصال تمام اندامک های درون سلول را تضمین می کند.

در میان اندامک های موجود در تمام سلول ها می توان ریبوزوم ها، لیزوزوم ها، دستگاه گلژی، میتوکندری ها و شبکه آندوپلاسمی را یافت.

برنج. 2. ساختار سلولی.

سلول های گیاهی و حیوانی با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین، یک موجود گیاهی دارای واکوئل و پلاستید است که حیوانات فاقد آن هستند. و بدن حیوان حاوی سانتریول های سلولی است که در فرآیندهای تقسیم نقش دارند.

ویژگی های زندگی

تظاهرات اصلی حیات سلولی عبارتند از فرآیندهای متابولیکو تبدیل انرژی

تشکیل مواد آلی که با مصرف انرژی همراه است، جذب نامیده می شود.

تجزیه یا تجزیه مواد آلی که باعث آزاد شدن انرژی می شود، تجزیه نامیده می شود.

برنج. 3. فعالیت سلولی

خورشید منبع اصلی انرژی روی زمین است. گیاهان تحت تأثیر اشعه های خورشیدتولید مولکول های ATP آدنوزین تری فسفات (ATP) یک ماده آلی است که به عنوان نوعی باتری در موجودات زنده عمل می کند.

فتوسنتز، که در سلول های گیاهی، به اتمسفر اکسیژن می دهد. به لطف آن، تنفس امکان پذیر است، و بنابراین وجود تمام حیات در این سیاره وجود دارد.

در داخل گیاهان، تحت تأثیر خورشید، مواد آلی تشکیل می شود که توسط سایر گونه های طبیعت زنده (قارچ ها، حیوانات، باکتری ها) مصرف می شود.

به لطف گیاهان، همه موجودات زنده نه تنها با اکسیژن، بلکه با مواد مغذی نیز تامین می شوند.

ما چه آموخته ایم؟

سلول مانند همه موجودات زنده دارای ویژگی های خاص خود در ساختار و زندگی است. هر ارگانیسم سلولیدارای پوسته، هسته و سیتوپلاسم با اندامک است. ترکیب شیمیایی همه سلول ها یکسان است. اجزای اصلی کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن هستند. تظاهرات اصلی حیات سلولی فرآیندهای جذب و غیر همسان سازی است.

در مورد موضوع تست کنید

ارزیابی گزارش

امتیاز متوسط: 4.2. مجموع امتیازهای دریافتی: 100.

سلول یک سیستم زنده ابتدایی است که اساس ساختار و فعالیت حیاتی همه موجودات زنده است. مشخص است که آنها تک سلولی (به عنوان مثال، متنوع، و همچنین تک یاخته) یا چند سلولی هستند. نام خود نشان می دهد که ساختار این موجودات بر اساس است واحد ساختاری- سلول.

ماده زنده به دو ابر پادشاهی تقسیم می شود - و (در اخیرابرخی از آنها به دو ابر پادشاهی تقسیم می شوند - واقعی و باستانی). سیانوباکتری ها نیز موجودات پروکاریوتی هستند.

سلول‌های موجودات این ابرپادشاه‌ها دارای ویژگی‌های اساسی مشترک هستند: سیستم‌های پایه مشابه، سیستم‌هایی برای انتقال اطلاعات ژنتیکی (تکثیر طبق اصل ماتریس)، تامین انرژی و غیره. اما تفاوت‌های زیادی بین آنها وجود دارد. اولاً، در سلول های پروکاریوتی، مولکول های DNA که ویژگی های ارثی موجودات را تعیین می کنند، به شکل سلولی مشخصه سلول های یوکاریوتی جمع نمی شوند. ثانیاً، سلول های پروکاریوتی بسیاری از ساختارهای ویژه در داخل سلول ها، به اصطلاح اندامک ها، مشخصه سلول های یوکاریوتی را ندارند. سلول های یوکاریوتی به شکل پیچیده تری سازماندهی شده اند موجودات چند سلولی(به تخصص سلولی (تمایز) مراجعه کنید).

از نظر ساختار و خواص بیوشیمیایی اولیه، سلول های مختلف بسیار مشابه هستند، که نشان دهنده وحدت منشأ آنها در طلوع دنیای زنده است (نگاه کنید به).

سلول چیست؟ سلول سیستمی متشکل از مولکول های آلی پیچیده و همچنین حاوی مولکول های آلی و معدنی کوچک است. خصوصیات اصلی این سیستم عبارتند از: خود بازتولید، ثابت و انرژی با محیط خارجی، جداسازی ساختاری آن از محیط خارجی.

همه سلول ها هم از محیط خود و هم از یکدیگر توسط یک لایه نازک سطحی - یک غشاء (غشاء پلاسما) جدا می شوند. این غشاء از لیپوپروتئین ها ساخته شده و محتویات سلول، سیتوپلاسم و از هر طرف را احاطه کرده است. غشای پلاسماییبسیار دارد خواص مهم: حرکت آزادانه مواد را از سلول به خارج محدود می کند و برعکس، به طور انتخابی اجازه عبور مواد و مولکول ها را می دهد و در نتیجه ثبات ترکیب و خواص سیتوپلاسم را حفظ می کند. علاوه بر این، ساختارهای خاصی بر روی غشای پلاسمایی قرار دارند مجتمع های پروتئینی() که مواد را "تشخیص" می کند، آنها را انتخاب می کند و با کمک دیگران (حامل) آنها را به طور فعال به داخل یا خارج سلول منتقل می کند.

در سیتوپلاسم سلول ها سیستم های خاص و پیچیده ای وجود دارد که بارها (عملکردهای) مختلفی را انجام می دهند. این اندامک ها هستند.

اندامک های سلول های پروکاریوتی () شامل یک نوکلوئید - یک جزء حاوی DNA، تعداد کمی وزیکول غشایی (به عنوان مثال، وزیکول های غشایی حامل حساس به نور - و برخی) و اندامک های حرکتی ویژه - هستند.

مفاهیم و اصطلاحات اساسی در مورد موضوع: ارگانوئیدها; سیتولما؛ هیالوپلاسم؛ DNA; RNA ژن؛ وراثت

طرح مطالعه موضوع(لیست سوالات مورد نیاز برای مطالعه):

1. سلول واحدی از ساختار و فعالیت حیاتی یک موجود زنده است.

2. متابولیسم و ​​تبدیل انرژی در سلول.

3. مولکول DNA حامل اطلاعات ارثی است.

خلاصه مسائل نظری:

1 . همه سلول ها با تظاهرات فعالیت حیاتی زیر مشخص می شوند:

تظاهرات اصلی فعالیت سلولی

سلول های گیاهی و جانوری دارند طرح کلیساختمان ها بیایید به قسمت های اصلی سلول نگاه کنیم:

اجزای یک سلول

جدول 4. ساختار و عملکرد سلول

غشای پلاسمایی		سلول را از محیط خارجی جدا می کند. نفوذ پذیر انتخابی
دیواره سلولی		حاوی سلولز است و "چارچوب" گیاهان است.
EPS
ریبوزوم ها	اندامک گرد یا قارچی شکل است. از RNA و پروتئین تشکیل شده است.	سنتز پروتئین
میتوکندری	دارای ساختار دو غشایی است. غشای داخلی کریستا (چین‌هایی) را تشکیل می‌دهد که روی آن آنزیم‌های زیادی وجود دارد که متابولیسم انرژی را در سلول تضمین می‌کنند.	تنفسی است مرکز انرژیسلول ها.
لیزوزوم ها	اندامک تک غشایی به شکل گرد. بر روی دستگاه گلژی شکل گرفت.	هضم درون سلولی مواد مغذی را انجام می دهد. ساختارهای خود سلول را در هنگام مرگ از بین می برد و آنها را از آن خارج می کند.
پلاستیدها	کلروپلاست - به دست آوردن رنگ سبز، DNA خود را دارند.	فرآیند فتوسنتز را فراهم می کند.
	لوکوپلاست - رنگ سفید	مکانی که مواد مغذی در آن رسوب می کنند.
	کروموپلاست ها رنگی هستند.	به گلبرگ ها رنگ های مختلفی بدهید.
رنگدانه	رنگ پوست را فراهم می کند.
واکوئل ها	حفره ها با شیره سلولی پر می شوند.	در گیاهان - حاوی مواد مغذیو محصولات نهایی متابولیسم
غشای هسته ای		عملکرد حفاظتی; ارتباط با سیتوپلاسم
ماده کروماتین	XX، XY	ژن ها و سپس کروموزوم ها را تشکیل می دهد. 23 جفت یا 46 وجود دارد.

برنج. 9. ساختارهای سلولی

2. در موجودات زنده، هر فرآیندی با انتقال انرژی همراه است. انرژی به عنوان توانایی انجام کار تعریف می شود. متابولیسم و ​​انرژی مجموعه ای از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و فیزیولوژیکی تبدیل مواد و انرژی در موجودات زنده و همچنین تبادل مواد و انرژی بین بدن و محیط است. متابولیسم در موجودات زنده شامل دریافت مواد مختلف از محیط خارجی، تبدیل و استفاده از آنها در فرآیندهای حیاتی و آزادسازی محصولات تجزیه به محیط.

تمام دگرگونی های ماده و انرژی که در بدن اتفاق می افتد با هم ترکیب می شوند نام متداول - متابولیسم(متابولیسم).

متابولیسم را می توان به دو فرآیند مرتبط اما چند جهته تقسیم کرد: آنابولیسم (آسانسازی) و کاتابولیسم (تجزیه).

آنابولیسم مجموعه ای از فرآیندهای بیوسنتز مواد آلی (اجزای سلولی و سایر ساختارهای اندام ها و بافت ها) است. رشد، توسعه، تجدید ساختارهای بیولوژیکی و همچنین انباشت انرژی (سنتز ماکرو ارگ) را تضمین می کند.

کاتابولیسممجموعه ای از فرآیندهای تقسیم مولکول های پیچیده به مواد ساده تر، استفاده از برخی از آنها به عنوان بستر برای بیوسنتز و تقسیم بخشی دیگر به محصولات متابولیک نهایی با تشکیل انرژی. محصولات نهایی شامل کربن (حدود 230 میلی لیتر در دقیقه)، مونوکسید کربن (0.007 میلی لیتر در دقیقه)، اوره (حدود 30 گرم در روز) و سایر مواد است.

3. دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) - یک درشت مولکول است که ذخیره سازی، انتقال از نسلی به نسل دیگر و اجرای برنامه ژنتیکی برای توسعه و عملکرد موجودات زنده را تضمین می کند. نقش اصلی DNA در سلول ها ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات در مورد ساختار RNA و پروتئین ها است.

در سلول های یوکاریوتی (به عنوان مثال، حیوانات یا گیاهان)، DNA در هسته سلول به عنوان بخشی از کروموزوم ها و همچنین در برخی از اندامک های سلولی (میتوکندری و پلاستیدها) یافت می شود. در سلول های موجودات پروکاریوتی (باکتری ها و آرکیاها)، یک مولکول DNA دایره ای یا خطی، به اصطلاح نوکلئوتید، از داخل به غشای سلولی. در پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌های پایین‌تر (مانند مخمر)، مولکول‌های DNA کوچک مستقل و عمدتا دایره‌ای به نام پلاسمیدها نیز یافت می‌شوند. علاوه بر این، مولکول های DNA تک یا دو رشته ای می توانند ژنوم ویروس های DNA را تشکیل دهند.

از نقطه نظر شیمیایی، DNA یک مولکول پلیمری طولانی است که از بلوک های تکراری - نوکلئوتیدها تشکیل شده است. هر نوکلئوتید از یک پایه نیتروژن دار، یک قند (دئوکسی ریبوز) و یک گروه فسفات تشکیل شده است. پیوند بین نوکلئوتیدها در زنجیره توسط دئوکسی ریبوز و یک گروه فسفات تشکیل می شود. در اکثریت قریب به اتفاق موارد (به استثنای برخی از ویروس‌های حاوی DNA تک رشته‌ای)، ماکرومولکول DNA از دو زنجیره تشکیل شده است که با بازهای نیتروژنی به سمت یکدیگر قرار دارند. این مولکول دو رشته ای مارپیچ است. ساختار کلی مولکول DNA "مارپیچ دوگانه" نامیده می شود.

چهار نوع باز نیتروژنی در DNA یافت می شود (آدنین، گوانین، تیمین و سیتوزین). پایه های نیتروژنی یکی از زنجیره ها با پیوندهای هیدروژنی طبق اصل مکملیت به پایه های نیتروژنی زنجیره دیگر متصل می شوند: آدنین فقط با تیمین و گوانین فقط با سیتوزین متصل می شود. توالی نوکلئوتیدی به شما امکان می دهد اطلاعات مربوط به آن را "رمزگذاری کنید". انواع مختلف RNA که مهمترین آنها RNA پیام رسان (mRNA)، RNA ریبوزومی (r RNA) و RNA انتقال (t RNA) هستند. همه این انواع RNA روی الگو سنتز می شوند.

رمزگشایی ساختار DNA (1953) یکی از نقاط عطف در تاریخ زیست شناسی بود. برای مشارکت برجسته خود در این کشف، فرانسیس کریک، جیمز واتسون و موریس ویلکینز جایزه گرفتند. جایزه نوبلدر فیزیولوژی یا پزشکی 1962

کار آزمایشگاهی:

بررسی سلول ها و بافت ها از طریق میکروسکوپ نوری.

وظایف برای تکمیل مستقل:

1. چکیده ای با موضوع "ساختار سلول" تهیه کنید.

2. یک پیام و ارائه الکترونیکی با موضوع: "ساختار و عملکرد سلول" آماده کنید.

3. گزارش آزمایشگاهی تهیه کنید.

شکل کنترل کار مستقل:

از ارائه و پیام خود محافظت کنید.

ارائه گزارش آزمایشگاهی

سوالاتی برای خودکنترلی

سلول بخشی ابتدایی از یک ارگانیسم است که قادر به وجود مستقل، خود تولید مثل و رشد است. سلول اساس ساختار و فعالیت زندگی همه موجودات زنده و گیاهان است. سلول ها می توانند به عنوان ارگانیسم های مستقل یا به عنوان بخشی از موجودات چند سلولی (سلول های بافتی) وجود داشته باشند. اصطلاح "سلول" توسط میکروسکوپ انگلیسی R. Hooke (1665) پیشنهاد شد. سلول موضوع مطالعه شاخه خاصی از زیست شناسی - سیتولوژی است. مطالعه سیستماتیک تر سلول ها در قرن نوزدهم آغاز شد. یکی از بزرگترین نظریه های علمی آن زمان، نظریه سلولی بود که وحدت ساختار تمام طبیعت زنده را تأیید می کرد. مطالعه تمام حیات در سطح سلولی هسته اصلی تحقیقات بیولوژیکی مدرن است. در ساختار و عملکرد هر سلول، نشانه هایی یافت می شود که در همه سلول ها مشترک است، که نشان دهنده وحدت منشاء آنها از مواد آلی اولیه است. ویژگی های خاص سلول های مختلف نتیجه تخصص آنها در فرآیند تکامل است. بنابراین، تمام سلول ها متابولیسم را به یک شکل تنظیم می کنند، دو برابر می شوند و از مواد ارثی خود استفاده می کنند، انرژی دریافت می کنند و استفاده می کنند. در عین حال، موجودات تک سلولی مختلف (آمیب، دمپایی، مژک دار و غیره) از نظر اندازه، شکل و رفتار کاملاً متفاوت هستند. سلول های موجودات چند سلولی تفاوت چندانی با هم ندارند. بنابراین، فرد دارای سلول‌های لنفاوی است - سلول‌های گرد کوچک (با قطر حدود 10 میکرون) که در واکنش‌های ایمونولوژیک نقش دارند و سلول‌های عصبی که برخی از آنها دارای فرآیندهای بیش از یک متر هستند. این سلول ها وظایف اصلی تنظیمی را در بدن انجام می دهند.

ساختار سلول.

سلول های همه موجودات دارای یک طرح ساختاری واحد هستند که به وضوح اشتراک همه فرآیندهای زندگی را نشان می دهد. هر سلول شامل دو بخش جدایی ناپذیر است: سیتوپلاسم و هسته. سیتوپلاسم و هسته هر دو با پیچیدگی و ساختار دقیق مشخص می شوند و به نوبه خود شامل بسیاری از واحدهای ساختاری مختلف هستند که عملکردهای بسیار خاصی را انجام می دهند. پوسته. به طور مستقیم با محیط خارجی و با سلول های همسایه (در موجودات چند سلولی) تعامل دارد. صدف رسم حجره است. او با هوشیاری تضمین می کند که مواد غیر ضروری در حال حاضر به داخل سلول نفوذ نمی کنند. برعکس، موادی که سلول به آنها نیاز دارد، می تواند روی حداکثر کمک آن حساب کند. پوسته هسته دو برابر است. از غشاهای هسته ای داخلی و خارجی تشکیل شده است. بین این غشاها فضای دور هسته ای قرار دارد. غشای هسته خارجی معمولاً با کانال های شبکه آندوپلاسمی مرتبط است. پوسته هسته حاوی منافذ متعددی است. آنها از بسته شدن غشاهای بیرونی و داخلی تشکیل می شوند و قطرهای متفاوتی دارند. برخی از هسته ها مانند هسته تخم مرغ منافذ زیادی دارند و در فواصل زمانی معینی روی سطح هسته قرار دارند. تعداد منافذ در پوشش هسته در انواع مختلف سلول متفاوت است. منافذ در فاصله مساوی از یکدیگر قرار دارند. از آنجایی که قطر منافذ می تواند متفاوت باشد و در برخی موارد دیواره های آن ساختار نسبتاً پیچیده ای دارند، به نظر می رسد که منافذ در حال انقباض، بسته شدن، یا برعکس، منبسط می شوند. به لطف منافذ، کاریوپلاسم در تماس مستقیم با سیتوپلاسم قرار می گیرد. مولکول های بسیار بزرگی از نوکلئوزیدها، نوکلئوتیدها، اسیدهای آمینه و پروتئین ها به راحتی از منافذ عبور می کنند و بنابراین تبادل فعال بین سیتوپلاسم و هسته صورت می گیرد.