Організми живої природи переважно мають клітинна будова. У цій статті ми докладніше розповімо про особливості будови та життєдіяльності клітин, познайомимо з їх хімічним складом та різновидами.
Особливості будови
Клітина одиниця будови та життєдіяльності всього живого на нашій планеті. Вони можуть мати різні розміри (від 3 до 100 мкм) та форми (циліндричні, кулясті, овальні), виконувати різноманітні функції, брати участь у різноманітних обмінних процесах.
З загальних ознакможна позначити хімічний склад та будову.
Основними елементами хімічного складу є вуглець, кисень, азот та водень. Ці макроелементи становлять основну масову частку всіх компонентів. Серед не органічних речовинособливе значення мають вода та мінеральні солі, які представлені у вигляді іонів. До них відносяться залізо, йод, калій, кальцій, фосфор, хлор та ін.
Мал. 1. Хімічний склад.
Також складовими елементами є органічні речовини: вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти, ліпіди. Розібратися з функціями кожного їх допоможе наступна таблиця:
ТОП-1 статтяякі читають разом з цією
Структурними елементами клітини є клітинна мембрана, ядро та цитоплазма з органоїдами. Кожен із складових елементів мають свої особливості та функції. Наприклад:
- ядро містить генетичний код і регулює всі процеси, що відбуваються всередині клітинного організму;
- клітинна мембрана захищає від впливу довкілля, надає форму;
Клітинна мембрана у рослин набагато щільніша, ніж у тварини. Це можливо рахунок наявності у складі целюлози.
- цитоплазма забезпечує взаємозв'язок усіх органоїдів усередині клітини.
Серед органоїдів у всіх клітинах можна виявити рибосоми, лізосоми, апарат Гольджі, мітохондрії, ендоплазматичну мережу.
Мал. 2. Будова клітини.
Рослинні та тваринні клітини відрізняються одна від одної. Так рослинний організм має вакуолі та пластиди, яких немає у тварин. А тваринний організм містить клітинні центріолі, які беруть участь у процесах поділу.
Особливості життєдіяльності
Основні прояви життєдіяльності клітини – це обмінні процесита перетворення енергії.
Утворення органічних речовин, що супроводжується споживанням енергії, називається асиміляцією.
Розщеплення чи розпад органічних речовин, у яких виділяється енергія, називаються дисиміляцією.
Мал. 3. Життєдіяльність клітини
Сонце є основним джерелом енергії Землі. Рослини під дією сонячних променіввиробляють молекули АТФ. Аденозинтрифосфат (АТФ) є органічною речовиною, яка виступає своєрідним акумулятором у живих організмах.
Фотосинтез, який відбувається в рослинних клітинахдає атмосфері кисень. Завдяки йому можливе дихання, а отже, і існування всього живого на планеті.
Усередині рослин під дією Сонця утворюються органічні речовини, які вживають інші особи живої природи (гриби, тварини, бактерії).
Завдяки рослинам усі живі організми забезпечуються не лише киснем, а й поживними речовинами.
Що ми дізналися?
Клітина, як і всі живі організми, має свої особливості у будові та життєдіяльності. Кожен клітинний організммає оболонку, ядро та цитоплазму з органоїдами. Хімічний склад у всіх клітин однаковий. Основну частку становлять вуглець, кисень, водень та азот. Основними проявами життєдіяльності клітини є процеси асиміляції та дисиміляції.
Тест на тему
Оцінка доповіді
Середня оцінка: 4.2. Усього отримано оцінок: 100.
Клітина – елементарна жива система, основа будови та життєдіяльності всіх живих організмів. Відомо, що вони бувають одноклітинними (наприклад, різні, а також найпростіші) або багатоклітинними. Самі назви свідчать, що основу будови цих організмів лежить структурна одиниця- Клітина.
Живу матерію ділять на два надцарства - і ( Останнім часомдеякі поділяють на два надцарства – справжніх та архебактерій). До прокаріотичних організмів відносяться і ціанобактерії, решта організмів — від одноклітинних найпростіших до багатоклітинних рослин і тварин — еукаріотичні.
Клітини організмів цих надцарств мають загальними основними властивостями: вони подібні основні системи , системи передачі генетичної інформації (реплікації за матричним принципом), енергозабезпечення та інших. Але з-поміж них і багато відмінностей. По-перше, у прокаріотичних клітин молекули ДНК, що визначають спадкові властивості організмів, не зібрані у вигляді клітинного, характерного для еукаріотичних клітин. По-друге, прокаріотичні клітини не мають багатьох спеціальних структур усередині клітин, так званих органоїдів, характерних для еукаріотичних клітин. Еукаріотичні клітини складніше організовані, вони можуть спеціалізуватися в дуже широких межах і входити до складу багатоклітинних організмів(Див. Клітинна спеціалізація (диференціювання)).
За своєю структурою та основними біохімічними властивостями різні клітини дуже подібні, що говорить про єдність їх походження на зорі виникнення світу живого (див. ).
Що таке клітина? Клітина - це система, що складається з (складних органічних молекул), а також містить і малі органічні та неорганічні молекули. Головними властивостями цієї системи є: самовідтворення, постійна та енергія із зовнішнім середовищем, структурне відокремлення її від зовнішнього середовища.
Будь-які клітини відокремлені як від навколишнього середовища, так і один від одного за допомогою тонкої поверхневої плівки - мембрани (плазматична мембрана). Ця мембрана побудована з ліпопротеїдів і оточує вміст клітини, цитоплазму і з усіх боків. Плазматична мембранамає дуже важливі властивості: вона обмежує вільне переміщення речовин із клітини назовні та навпаки, вибірково пропускає речовини та молекули, підтримуючи таким чином сталість складу та властивостей цитоплазми. Крім того, на плазматичній мембрані розташовуються спеціальні білкові комплекси(), які «дізнаються» речовини, відбирають їх і за допомогою інших (переносників) активно транспортують усередину або назовні з клітини.
У цитоплазмі клітин є спеціальні працюючі складно організовані системи, що виконують різні навантаження (функції). Це органоїди.
До органоїдів прокаріотичних клітин () відносяться , нуклеоїд - компонент, що містить ДНК, невелика кількість мембранних бульбашок (наприклад, мембранні бульбашки, що несуть фоточутливі , - і деяких ) і спеціальні органоїди руху -
Основні поняття та терміни по темі: Органоїди; цітолема; гіалоплазма; обмін речовин; ДНК; РНК; ген; спадковість.
План вивчення теми(перелік питань, обов'язкових до вивчення):
1. Клітина – одиниця будови та життєдіяльності організму.
2. Обмін речовин та перетворення енергії в клітині.
3. Молекула ДНК – носій спадкової інформації.
Короткий виклад теоретичних питань:
1 . Для всіх клітин характерні такі прояви життєдіяльності:
Основні прояви життєдіяльності клітин
Рослинні та тваринні клітини мають загальний планбудови. Розглянемо основні частини клітини:
Складові частини клітини
Таблиця 4. Будова та функції клітини
| Плазматична мембрана | Ізолює клітину від довкілля. Вибірково проникна. | |
| Клітинна стінка | Містить целюлозу, є "каркасом" рослин. | |
| ЕПС | ||
| Рибосоми | Органелла округлої чи грибоподібної форми. | Складається з РНК та білка. |
| Синтез білка | Мітохондрії | Має двомембранну будову. Внутрішня мембрана утворює кристи (складки) на яких багато ферментів, що забезпечують енергетичний обмін у клітині. Є дихальнименергетичним центром |
| клітини. | Лізосоми | Одномембранна органела округлої форми. Утворюється на Апараті Гольджі. |
| Здійснює внутрішньоклітинне перетравлення поживних речовин. Руйнує структури самої клітини при їхньому відмиранні і виводить їх з неї. | Пластиди Хлоропласти – набуваютьзелений колір | мають свою ДНК. |
| Забезпечують процес – фотосинтезу. Лейкопласти – | білий колір | |
| Місце відкладення поживних речовин. | Хромопласти – кольорові. | |
| Надають пелюсткам різне забарвлення. | Пігмент | |
| Забезпечує колір шкіри. | Вакуолі | Порожнини заповнені клітинним соком. У рослин – містятьпоживні речовини |
| та кінцеві продукти обміну. | Ядерна мембранаЗахисна функція | |
| ; | Зв'язок із цитоплазмою | Хроматинова речовина |
ХХ, ХYУтворює гени, та був хромосоми;
2. Їх 23 пари чи 46. Мал. 9.
. Будівлі клітини У живих організмах будь-який процес супроводжується передачею енергії. Енергію визначають, як здатність виконувати роботу. Обмін речовин та енергії – це сукупність фізичних, хімічних та фізіологічних процесів перетворення речовин та енергії в живих організмах, а також обмін речовинами та енергією між організмом та навколишнім середовищем. Обмін речовин у живих організмів полягає у надходженні із зовнішнього середовища різних речовин, у перетворенні та використанні їх у процесах життєдіяльності та у виділенні продуктів розпаду, що утворюються. - навколишнє середовищеУсі перетворення речовини та енергії, що відбуваються в організмі, об'єднані
загальною назвою
Анаболізм – це сукупність процесів біосинтезу органічних речовин (компонентів клітини та інших структур органів та тканин). Він забезпечує зростання, розвиток, оновлення біологічних структур, і навіть накопичення енергії (синтез макроергів).
Катаболізм- це сукупність процесів розщеплення складних молекул до більш простих речовин з використанням частини з них як субстрати для біосинтезу та розщеплення іншої частини до кінцевих продуктів метаболізму з утворенням енергії. До кінцевих продуктів вуглецю (близько 230 мл/хв), окис вуглецю (0,007 мл/хв), сечовина (близько 30 г/день), а також інші речовини.
3. Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) - макромолекула, що забезпечує зберігання, передачу з покоління до покоління та реалізацію генетичної програми розвитку та функціонування живих організмів. Основна роль ДНК у клітинах – довготривале зберігання інформації про структуру РНК та білків.
У клітинах еукаріотів (наприклад, тварин або рослин) ДНК знаходиться в ядрі клітини у складі хромосом, а також у деяких клітинних органоїдах (мітохондріях та пластидах). У клітинах прокаріотичних організмів (бактерій та архей) кільцева або лінійна молекула ДНК, так званий нуклеотид, прикріплена зсередини до клітинної мембрани. У прокаріотичних організмів і нижчих еукаріотів (наприклад, дріжджів), зустрічаються також невеликі автономні, переважно кільцеві молекули ДНК, звані плазмідами. Крім того, одно- або дволанцюгові молекули ДНК можуть утворювати геном ДНК-вірусів.
З хімічної точки зору ДНК - це довга полімерна молекула, що складається з блоків, що повторюються - нуклеотидів. Кожен нуклеотид складається з азотистої основи, цукру (дезоксирибози) та фосфатної групи. Зв'язки між нуклеотидами в ланцюзі утворюються за рахунок дезоксирибози та фосфатної групи. У переважній більшості випадків (крім деяких вірусів, що містять одноланцюжкову ДНК) макромолекула ДНК складається з двох ланцюгів, орієнтованих азотистими основами один до одного. Ця дволанцюжкова молекула спіралізована. У цілому нині структура молекули ДНК отримала назву «подвійний спіралі».
У ДНК зустрічається чотири види азотистих основ (аденін, гуанін, тимін та цитозин). Азотисті основи одного з ланцюгів з'єднані з азотистими основами іншого ланцюга водневими зв'язками згідно з принципом комплементарності: аденін з'єднується тільки з тиміном, гуанін - тільки з цитозином. Послідовність нуклеотидів дозволяє «кодувати» інформацію про різних типахРНК, найбільш важливими є інформаційні, або матричні (мРНК), рибосомні (р РНК) і транспортні (т РНК). Усі ці типи РНК синтезуються на матриці.
Розшифрування структури ДНК (1953 р.) стало одним із поворотних моментів в історії біології. За видатний внесок у це відкриття Френсісу Крику, Джеймсу Вотсону, Морісу Вілкінсу була присуджена Нобелівська преміяз фізіології чи медицини 1962 р.
Розгляд клітин та тканин в оптичний мікроскоп.
Завдання для самостійного виконання:
1. Підготувати реферат з теми «Будова клітина».
2. Підготувати повідомлення та електронну презентацію на тему: «Будова та функції клітини».
3. Оформити звіт з лабораторної роботи.
Форма контролю самостійної роботи:
Захист презентації та повідомлення.
Складання звіту з лабораторної роботи.
Запитання для самоконтролю
Клітина - елементарна частина організму, здатна до самостійного існування, самовідтворення та розвитку. Клітина - основа будови та життєдіяльності всіх живих організмів та рослин. Клітини можуть існувати як самостійні організми, і у складі багатоклітинних організмів (клітини тканини). Термін "Клітка" запропонований англійським мікроскопістом Р. Гуком (1665). Клітина – предмет вивчення особливого розділу біології – цитології. Більш систематичне вивчення клітин почалося дев'ятнадцятому столітті. Однією з найбільших наукових теорій на той час була Клітинна теорія, стверджувала єдність будови всієї живої природи. Вивчення будь-якого життя на клітинному рівні є основою сучасних біологічних досліджень. У будові та функціях кожної клітини виявляються ознаки, загальні всім клітин, що відбиває єдність їх походження з первинних органічних речовин. Приватні особливості різних клітин – результат їхньої спеціалізації у процесі еволюції. Так, всі клітини однаково регулюють обмін речовин, подвоюють і використовують свій спадковий матеріал, одержують та утилізують енергію. У той самий час різні одноклітинні організми (амеби, туфельки, інфузорії тощо.) дуже відрізняються розмірами, формою, поведінкою. Не менш різко розрізняються клітини багатоклітинних організмів. Так, у людини є лімфоїдні клітини – невеликі (діаметром близько 10 мкм) округлі клітини, що беруть участь в імунологічних реакціях, та нервові клітини, частина яких має відростки завдовжки більше метра; ці клітини здійснюють основні регуляторні функції у організмі.
Будова клітин.
Клітини всіх організмів мають єдиний план будови, у якому чітко проявляється спільність всіх процесів життєдіяльності. Кожна клітина включає до свого складу дві нерозривно пов'язані частини: цитоплазму та ядро. Як цитоплазма, і ядро характеризуються складністю і суворої впорядкованістю будівлі і, своєю чергою, до їх складу входить безліч різноманітних структурних одиниць, виконують цілком певні функції. Оболонка. Вона здійснює безпосередню взаємодію із зовнішнім середовищем та взаємодію із сусідніми клітинами (у багатоклітинних організмах). Оболонка – митниця клітини. Вона пильно стежить за тим, щоб у клітину не проникли непотрібні на даний момент речовини; навпаки, речовини, яких клітина потребує, можуть розраховувати на її максимальне сприяння. Оболонка подвійна ядра; складається з внутрішньої та зовнішньої ядерних мембран. Між цими мембранами розташовується перинуклеарний простір. Зовнішня ядерна мембрана зв'язана з каналами ендоплазматичної мережі. Оболонка ядра містить численні пори. Вони утворюються змиканням зовнішньої та внутрішньої мембран і мають різний діаметр. У деяких ядрах, наприклад ядрах яйцеклітин, дуже багато часу і вони з правильними інтервалами розташовані на поверхні ядра. Кількість пір в ядерній оболонці варіює у різних типах клітин. Пори розташовані на рівній відстані один від одного. Так як діаметр пори може змінюватися, і в ряді випадків її стінки мають досить складну структуру, складається враження, що пори скорочуються, або замикаються, або, навпаки, розширюються. Завдяки порам каріоплазма входить у безпосередній контакт із цитоплазмою. Через пори легко проходять досить великі молекули нуклеозидів, нуклеотидів, амінокислот та білків, і таким чином здійснюється активний обмін між цитоплазмою та ядром.
