Organisme di alam yang hidup terutama memiliki struktur seluler. Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda lebih detail tentang ciri-ciri struktural dan fungsi sel, serta mengenalkannya pada komposisi dan varietas kimianya.
Fitur struktural
Sel adalah unit struktur dan aktivitas vital semua makhluk hidup di planet kita. Mereka dapat memiliki ukuran yang berbeda (dari 3 hingga 100 mikron) dan bentuk (silinder, bulat, oval), melakukan berbagai fungsi, dan berpartisipasi dalam semua jenis proses metabolisme.
Dari fitur umum komposisi dan struktur kimia dapat diidentifikasi.
Unsur utama komposisi kimianya adalah karbon, oksigen, nitrogen dan hidrogen. Unsur makro ini merupakan bagian terbesar dari semua komponen. Diantaranya tidak bahan organik Yang paling penting adalah air dan garam mineral, yang disajikan dalam bentuk ion. Ini termasuk zat besi, yodium, kalium, kalsium, fosfor, klorin, dll.
Beras. 1. Komposisi kimia.
Unsur penyusunnya juga adalah zat organik: karbohidrat, protein, asam nukleat, lipid. Tabel berikut akan membantu Anda memahami fungsi masing-masingnya:
artikel TOP 1yang membaca bersama ini
Elemen struktural sel adalah membran sel, inti dan sitoplasma dengan organel. Masing-masing unsur penyusunnya mempunyai ciri dan fungsi tersendiri. Misalnya:
- inti berisi kode genetik dan mengatur semua proses yang terjadi di dalam organisme seluler;
- membran sel melindungi dari pengaruh lingkungan, memberi bentuk;
Membran sel tumbuhan jauh lebih padat dibandingkan hewan. Hal ini dimungkinkan karena adanya selulosa dalam komposisinya.
- sitoplasma memastikan interkoneksi semua organel di dalam sel.
Di antara organel di semua sel kita dapat menemukan ribosom, lisosom, badan Golgi, mitokondria, dan retikulum endoplasma.
Beras. 2. Struktur sel.
Sel tumbuhan dan hewan berbeda satu sama lain. Jadi, organisme tumbuhan memiliki vakuola dan plastida, yang tidak dimiliki hewan. Dan tubuh hewan mengandung sentriol sel, yang terlibat dalam proses pembelahan.
Ciri-ciri kehidupan
Manifestasi utama kehidupan sel adalah proses metabolisme dan konversi energi.
Pembentukan zat organik yang disertai dengan konsumsi energi disebut asimilasi.
Pemecahan atau penguraian zat organik yang melepaskan energi disebut disimilasi.
Beras. 3. Aktivitas sel
Matahari merupakan sumber energi utama di bumi. Tanaman di bawah pengaruh sinar matahari menghasilkan molekul ATP. Adenosin trifosfat (ATP) merupakan zat organik yang berperan sebagai semacam baterai pada organisme hidup.
Fotosintesis yang terjadi di sel tumbuhan, memberikan oksigen ke atmosfer. Berkat dia, pernapasan menjadi mungkin, dan karenanya keberadaan semua kehidupan di planet ini.
Di dalam tumbuhan, di bawah pengaruh Matahari, zat organik terbentuk, yang dikonsumsi oleh spesies makhluk hidup lainnya (jamur, hewan, bakteri).
Berkat tumbuhan, semua organisme hidup tidak hanya diberi oksigen, tetapi juga nutrisi.
Apa yang telah kita pelajari?
Sel, seperti semua organisme hidup, memiliki ciri khas tersendiri dalam struktur dan kehidupan. Setiap organisme seluler memiliki cangkang, nukleus dan sitoplasma dengan organel. Komposisi kimia semua sel adalah sama. Komponen utamanya adalah karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen. Manifestasi utama kehidupan sel adalah proses asimilasi dan disimilasi.
Uji topiknya
Evaluasi laporan
penilaian rata-rata: 4.2. Total peringkat yang diterima: 100.
Sel adalah sistem kehidupan dasar, dasar dari struktur dan aktivitas vital semua organisme hidup. Diketahui bahwa mereka uniseluler (misalnya, beragam, serta protozoa) atau multiseluler. Nama-nama itu sendiri menunjukkan apa yang menjadi dasar struktur organisme ini satuan struktural- sel.
Materi hidup dibagi menjadi dua kerajaan super - dan (dalam Akhir-akhir ini beberapa dibagi menjadi dua kerajaan super - sejati dan archaebacteria). Cyanobacteria juga merupakan organisme prokariotik; semua organisme lain, dari protozoa uniseluler hingga tumbuhan dan hewan multiseluler, adalah eukariotik.
Sel-sel organisme superkingdom ini memiliki sifat dasar yang sama: mereka memiliki sistem dasar yang serupa, sistem transmisi informasi genetik (replikasi berdasarkan prinsip matriks), pasokan energi, dll. Tetapi ada banyak perbedaan di antara mereka. Pertama, dalam sel prokariotik, molekul DNA yang menentukan sifat keturunan organisme tidak berkumpul dalam bentuk seluler yang merupakan ciri sel eukariotik. Kedua, sel prokariotik tidak memiliki banyak struktur khusus di dalam sel, yang disebut organel, yang merupakan ciri khas sel eukariotik. Sel eukariotik terorganisir lebih kompleks; mereka dapat berspesialisasi dalam batas yang sangat luas dan menjadi bagiannya organisme multiseluler(lihat Spesialisasi seluler (diferensiasi)).
Dalam hal struktur dan sifat biokimia dasar, sel-sel yang berbeda sangat mirip, yang menunjukkan kesatuan asal usul mereka pada awal mula dunia kehidupan (lihat).
Apa itu sel? Sel adalah suatu sistem yang terdiri dari molekul organik kompleks dan juga mengandung molekul organik dan anorganik kecil. Sifat utama dari sistem ini adalah: reproduksi diri, kekonstanan dan energik dengan lingkungan luar, isolasi strukturalnya dari lingkungan luar.
Semua sel dipisahkan baik dari lingkungannya maupun satu sama lain oleh lapisan permukaan tipis - membran (membran plasma). Membran ini dibangun dari lipoprotein dan mengelilingi isi sel, sitoplasma dan, di semua sisi. Membran plasma memiliki sangat properti penting: membatasi pergerakan bebas zat dari sel ke luar dan, sebaliknya, secara selektif memungkinkan zat dan molekul melewatinya, sehingga menjaga keteguhan komposisi dan sifat sitoplasma. Selain itu, struktur khusus terletak pada membran plasma kompleks protein(), yang “mengenali” zat, memilihnya dan, dengan bantuan orang lain (pembawa), secara aktif mengangkutnya ke dalam atau ke luar sel.
Di dalam sitoplasma sel terdapat sistem khusus yang terorganisir secara kompleks yang melakukan berbagai beban (fungsi). Ini adalah organel.
Organel sel prokariotik () termasuk nukleoid - komponen yang mengandung DNA, sejumlah kecil vesikel membran (misalnya, vesikel membran yang membawa fotosensitif - dan beberapa) dan organel gerak khusus -
Konsep dan istilah dasar pada topik tersebut: Organoid; sitolema; hialoplasma; DNA; RNA; gen; keturunan.
Rencana studi topik(daftar pertanyaan yang diperlukan untuk belajar):
1. Sel adalah suatu kesatuan struktur dan aktivitas vital suatu organisme.
2. Metabolisme dan konversi energi di dalam sel.
3. Molekul DNA merupakan pembawa informasi herediter.
1 . Semua sel dicirikan oleh manifestasi aktivitas vital berikut:
Manifestasi utama aktivitas sel
Sel tumbuhan dan hewan mempunyai rencana keseluruhan bangunan. Mari kita lihat bagian utama sel:
Komponen sel
Tabel 4. Struktur dan Fungsi Sel
| Membran plasma | Mengisolasi sel dari lingkungan luar. Permeabel secara selektif. | |
| Dinding sel | Mengandung selulosa dan merupakan “kerangka” tanaman. | |
| EPS | ||
| Ribosom | Organelnya berbentuk bulat atau jamur. Terdiri dari RNA dan protein. | Sintesis protein |
| Mitokondria | Ini memiliki struktur membran ganda. Membran bagian dalam membentuk krista (lipatan) yang di atasnya terdapat banyak enzim yang menjamin metabolisme energi di dalam sel. | Apakah pernapasan pusat energi sel. |
| Lisosom | Organel bermembran tunggal berbentuk bulat. Dibentuk pada Aparatus Golgi. | Melakukan pencernaan nutrisi intraseluler. Menghancurkan struktur sel itu sendiri ketika mereka mati dan mengeluarkannya dari dalamnya. |
| Plastida | Kloroplas - dapatkan warna hijau, punya DNA sendiri. | Mereka menyediakan proses fotosintesis. |
| Leukoplas – warna putih | Tempat penyimpanan nutrisi. | |
| Kromoplas berwarna. | Berikan kelopak warna yang berbeda. | |
| Pigmen | Memberikan warna kulit. | |
| Vakuola | Rongga tersebut diisi dengan getah sel. | Pada tumbuhan - mengandung nutrisi dan produk akhir metabolisme. |
| Membran nuklir | Fungsi pelindung; Komunikasi dengan sitoplasma | |
| Zat kromatin | XX, XY | Membentuk gen dan kemudian kromosom; Ada 23 pasang atau 46. |
Beras. 9. Struktur sel
2. Dalam organisme hidup, setiap proses disertai dengan transfer energi. Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Metabolisme dan energi adalah serangkaian proses fisik, kimia, dan fisiologis transformasi zat dan energi dalam organisme hidup, serta pertukaran zat dan energi antara tubuh dan lingkungan. Metabolisme dalam organisme hidup terdiri dari asupan berbagai zat dari lingkungan luar, transformasi dan penggunaannya dalam proses vital, serta pelepasan produk penguraian yang dihasilkan menjadi lingkungan.
Semua transformasi materi dan energi yang terjadi di dalam tubuh digabungkan nama yang umum - metabolisme(metabolisme).
Metabolisme dapat dibagi menjadi dua proses yang saling terkait tetapi multi arah: anabolisme (asimilasi) dan katabolisme (disimilasi).
Anabolisme adalah serangkaian proses biosintesis zat organik (komponen sel dan struktur organ dan jaringan lainnya). Ini memastikan pertumbuhan, perkembangan, pembaruan struktur biologis, serta akumulasi energi (sintesis makroerg).
Katabolisme adalah serangkaian proses pemecahan molekul kompleks menjadi zat yang lebih sederhana, menggunakan sebagian di antaranya sebagai substrat untuk biosintesis dan memecah bagian lainnya menjadi produk metabolisme akhir dengan pembentukan energi. Produk akhir meliputi karbon (sekitar 230 ml/menit), karbon monoksida (0,007 ml/menit), urea (sekitar 30 g/hari), dan zat lainnya.
3. Asam deoksiribonukleat (DNA) - makromolekul yang menjamin penyimpanan, transmisi dari generasi ke generasi dan implementasi program genetik untuk pengembangan dan fungsi organisme hidup. Peran utama DNA dalam sel adalah penyimpanan informasi jangka panjang tentang struktur RNA dan protein.
Dalam sel eukariotik (misalnya hewan atau tumbuhan), DNA ditemukan di inti sel sebagai bagian dari kromosom, serta di beberapa organel seluler (mitokondria dan plastida). Dalam sel organisme prokariotik (bakteri dan archaea), molekul DNA sirkular atau linier, yang disebut nukleotida, melekat dari dalam ke membran sel. Pada prokariota dan eukariota yang lebih rendah (misalnya, ragi), molekul DNA kecil yang otonom dan sebagian besar berbentuk sirkular yang disebut plasmid juga ditemukan. Selain itu, molekul DNA beruntai tunggal atau ganda dapat membentuk genom virus DNA.
Dari sudut pandang kimia, DNA adalah molekul polimer panjang yang terdiri dari blok berulang - nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari basa nitrogen, gula (deoksiribosa) dan gugus fosfat. Ikatan antar nukleotida dalam rantai dibentuk oleh deoksiribosa dan gugus fosfat. Dalam sebagian besar kasus (kecuali beberapa virus yang mengandung DNA untai tunggal), makromolekul DNA terdiri dari dua rantai yang berorientasi satu sama lain dengan basa nitrogen. Molekul beruntai ganda ini berbentuk heliks. Struktur keseluruhan molekul DNA disebut “heliks ganda”.
Ada empat jenis basa nitrogen yang ditemukan dalam DNA (adenin, guanin, timin, dan sitosin). Basa nitrogen dari salah satu rantai dihubungkan ke basa nitrogen dari rantai lainnya melalui ikatan hidrogen berdasarkan prinsip saling melengkapi: adenin hanya berikatan dengan timin, guanin - hanya dengan sitosin. Urutan nukleotida memungkinkan Anda untuk "mengkodekan" informasi tentang berbagai jenis RNA, yang terpenting adalah RNA pembawa pesan (mRNA), RNA ribosom (r RNA) dan RNA transpor (t RNA). Semua jenis RNA ini disintesis pada cetakan.
Menguraikan struktur DNA (1953) adalah salah satu titik balik dalam sejarah biologi. Atas kontribusi luar biasa mereka terhadap penemuan ini, Francis Crick, James Watson, dan Maurice Wilkins dianugerahi penghargaan Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 1962
Pemeriksaan sel dan jaringan melalui mikroskop optik.
Tugas untuk penyelesaian mandiri:
1. Siapkan abstrak dengan topik “Struktur sel”.
2. Siapkan pesan dan presentasi elektronik dengan topik: “Struktur dan Fungsi Sel”.
3. Menyiapkan laporan laboratorium.
bentuk pengendalian pekerjaan mandiri:
Lindungi presentasi dan pesan Anda.
Menyerahkan laporan laboratorium.
Pertanyaan untuk pengendalian diri
Sel adalah bagian dasar suatu organisme, yang mampu hidup mandiri, bereproduksi sendiri, dan berkembang. Sel adalah dasar dari struktur dan aktivitas kehidupan semua organisme hidup dan tumbuhan. Sel dapat eksis sebagai organisme mandiri atau sebagai bagian dari organisme multiseluler (sel jaringan). Istilah “Sel” dikemukakan oleh ahli mikroskop Inggris R. Hooke (1665). Sel adalah subjek studi cabang khusus biologi - sitologi. Studi sel yang lebih sistematis dimulai pada abad kesembilan belas. Salah satu teori ilmiah terbesar pada masa itu adalah Teori Sel, yang menegaskan kesatuan struktur seluruh alam yang hidup. Studi tentang semua kehidupan pada tingkat sel merupakan inti dari penelitian biologi modern. Dalam struktur dan fungsi setiap sel terdapat ciri-ciri yang umum pada semua sel, yang mencerminkan kesatuan asal usulnya dari bahan organik primer. Ciri-ciri khusus berbagai sel merupakan hasil spesialisasinya dalam proses evolusi. Dengan demikian, semua sel mengatur metabolisme dengan cara yang sama, menggandakan dan menggunakan materi keturunannya, menerima dan memanfaatkan energi. Pada saat yang sama, organisme bersel tunggal yang berbeda (amuba, sandal, ciliate, dll.) sangat berbeda dalam ukuran, bentuk, dan perilaku. Sel-sel organisme multiseluler berbeda secara tajam. Jadi, seseorang memiliki sel limfoid - sel bulat kecil (berdiameter sekitar 10 mikron) yang terlibat dalam reaksi imunologi, dan sel saraf, beberapa di antaranya memiliki proses yang panjangnya lebih dari satu meter; Sel-sel ini menjalankan fungsi pengaturan utama dalam tubuh.
Struktur sel.
Sel-sel semua organisme memiliki satu rencana struktural, yang dengan jelas menunjukkan kesamaan semua proses kehidupan. Setiap sel mencakup dua bagian yang terkait erat: sitoplasma dan nukleus. Baik sitoplasma maupun nukleus dicirikan oleh kompleksitas dan struktur yang tertata ketat dan, pada gilirannya, keduanya mencakup banyak unit struktural berbeda yang menjalankan fungsi yang sangat spesifik. Kerang. Ia berinteraksi langsung dengan lingkungan luar dan berinteraksi dengan sel tetangga (dalam organisme multiseluler). Cangkangnya adalah kebiasaan sel. Dia dengan waspada memastikan bahwa zat yang tidak diperlukan saat ini tidak menembus ke dalam sel; sebaliknya, zat-zat yang dibutuhkan sel dapat mengandalkan bantuan maksimalnya. Cangkang inti berbentuk ganda; terdiri dari membran inti dalam dan luar. Di antara membran ini terdapat ruang perinuklear. Membran inti luar biasanya berhubungan dengan saluran retikulum endoplasma. Cangkang inti mengandung banyak pori-pori. Mereka dibentuk oleh penutupan membran luar dan dalam dan memiliki diameter berbeda. Beberapa inti, seperti inti telur, memiliki banyak pori-pori dan letaknya secara berkala di permukaan inti. Jumlah pori-pori pada selubung inti bervariasi antar tipe sel yang berbeda. Pori-pori terletak pada jarak yang sama satu sama lain. Karena diameter pori-pori dapat bervariasi, dan dalam beberapa kasus dindingnya memiliki struktur yang agak rumit, pori-pori tersebut tampak berkontraksi, atau menutup, atau, sebaliknya, mengembang. Berkat pori-pori tersebut, karioplasma bersentuhan langsung dengan sitoplasma. Molekul nukleosida, nukleotida, asam amino, dan protein yang cukup besar dengan mudah melewati pori-pori, sehingga terjadi pertukaran aktif antara sitoplasma dan nukleus.
