ביולוגיה של התא בקצרה החשובה ביותר. פונקציות התא

ציטולוגיה היא מדע התא. מדע התא נקרא ציטולוגיה (מיוונית "ציטוס" - תא, "לוגוס" - מדע). הנושא של ציטולוגיה הוא תאים של בעלי חיים וצמחים רב תאיים, כמו גם אורגניזמים חד תאיים, הכוללים חיידקים, פרוטוזואה ואצות חד-תאיות. ציטולוגיה חוקרת את המבנה וההרכב הכימי של תאים, פונקציות בפנים מבני תאים, תפקודים של תאים בגוף של בעלי חיים וצמחים, רבייה והתפתחות תאים, התאמת תאים לתנאי הסביבה. ציטולוגיה מודרנית היא מדע מורכב. יש לו את הקשרים הקרובים ביותר עם מדעי ביולוגיה אחרים, כגון בוטניקה, זואולוגיה, פיזיולוגיה, תיאוריית האבולוציה של העולם האורגני, כמו גם עם ביולוגיה מולקולרית, כימיה, פיזיקה ומתמטיקה. ציטולוגיה היא אחד המדעים הביולוגיים הצעירים יחסית, גילו כ-100 שנים. גיל המונח "תא" הוא מעל 300 שנה. בפעם הראשונה השם "תא" באמצע המאה ה- XVII. מיושם על ידי ר' הוק. בבדיקת קטע דק של שעם במיקרוסקופ, הוק ראה שהפקק מורכב מתאים - תאים.

תָא- יחידה יסודית של כל היצורים החיים, לכן, יש לה תכונות של אורגניזמים חיים: מבנה מסודר מאוד, חילוף חומרים, עצבנות, צמיחה, התפתחות, רבייה, התחדשות ותכונות אחרות.

החלק החיצוני של הכלוב מכוסה קרום תאשמפריד בין התא לסביבה. הוא מבצע את הפונקציות הבאות: מגן, תוחם, קולטן (תפיסת אותות סביבתיים), תחבורה.

הציטופלזמה יוצרת מספר מבנים ספציפיים. אלה הם קשרים בין תאיים, מיקרוווילי, ריסים, תהליכים של תאים. קשרים בין תאיים (אנשי קשר) מחולקים לפשוטים ומורכבים. בחיבור פשוט של הציטופלזמה של תאים שכנים, נוצרות יציאות המחברים בין התאים. תמיד יש פער בין תאי בין הציטופלזמות. בְּ קשרים מורכביםתאים מחוברים על ידי סיבים, ואין כמעט מרחק בין התאים. Microvilli הם תולדות דמויות אצבעות של תאים נטולי אברונים. ריסים ודגלים ממלאים את תפקיד התנועה.

המיטוכונדריה מכילה חומרים עשירים באנרגיה, משתתפים בתהליכי הנשימה התאית והפיכת האנרגיה לצורה זמינה לשימוש התא. המספר, הגודל והמיקום של המיטוכונדריה תלויים בתפקוד התא, בצרכי האנרגיה שלו. המיטוכונדריה מכילות DNA משלהן. כ-2% מה-DNA של התא נמצא במיטוכונדריה. ריבוזומים יוצרים חלבונים תאיים. ריבוזומים מעורבים בסינתזת חלבונים ונמצאים בכל תאי האדם, למעט אריתרוציטים בוגרים. ריבוזומים יכולים להיות ממוקמים באופן חופשי בציטופלזמה. הם מסנתזים את החלבון הדרוש לחיי התא עצמו. סינתזת חלבון קשורה לתהליך תעתיקים- שכתוב מידע המאוחסן ב-DNA.

הגרעין הוא האברון החשוב ביותר של התא: הוא מכיל חומר מיוחד כרומטין, שממנו לפני חלוקת התא נוצרים כרומוזומים חוטיים - נשאים של מאפיינים ותכונות תורשתיות אנושיות. כרומטין מכיל DNA ו מספר גדול של RNA. בגרעין המתחלק, הכרומטין מתגבש, וכתוצאה מכך הכרומוזומים נראים לעין. הגרעין (אחד או יותר) הוא גוף מעוגל צפוף, ככל שגודלו גדול יותר, כך סינתזת החלבון אינטנסיבית יותר. ריבוזומים נוצרים בגרעין.

התא של כל אורגניזם הוא שלם מערכת חיה. הוא מורכב משלושה חלקים הקשורים זה לזה: ממברנה, ציטופלזמה וגרעין. מעטפת התא מקיימת אינטראקציה ישירה עם סביבה חיצוניתואינטראקציה עם תאים שכנים (באורגניזמים רב-תאיים).

תהליכים ביו-פיזיים בתאיםלהבטיח יישום מנגנונים ויסות עצבים, ויסות פרמטרים פיזיקליים וכימיים של הסביבה הפנימית (לחץ אוסמוטי, pH), יצירת מטענים חשמליים של תאים, הופעה והתפשטות של עירור, הפרשה (הורמונים, אנזימים ועוד מבחינה ביולוגית חומרים פעילים), יישום הפעולה תכשירים תרופתיים. תהליכים אלו אפשריים עקב התפקוד מערכת תחבורה . תהליכי חילוף החומרים בתאים, כולל ביו-אנרגיה ועוד רבים אחרים, קשורים גם להעברת חומרים דרך ממברנות. השפעה פרמקולוגיתכמעט כל מוצר תרופתיגם בשל חדירתו דרך ממברנות התא, והיעילות תלויה במידה רבה בחדירותו.

פונקציות התא

לגוף האדם יש מבנה תאי. תאים ממוקמים בחומר הבין תאי, המספק להם חוזק מכני, תזונה ונשימה. תאים משתנים בגודל, צורה ותפקוד. חקר המבנה והתפקודים של התאים עוסק בציטולוגיה (מיוונית "ציטוס" - תא).

התא מכוסה בממברנה המורכבת ממספר שכבות של מולקולות, המספקות חדירות סלקטיבית של חומרים. החלל בין הממברנות של תאים שכנים מלא בחומר בין-תאי נוזלי. תפקיד עיקריממברנות: מתבצעת חילופי חומרים בין התא לחומר הבין-תאי.

הציטופלזמה היא חומר חצי נוזלי צמיג. הציטופלזמה מכילה מספר מבני תאים זעירים - אברונים הפועלים פונקציות שונותמילות מפתח: רטיקולום אנדופלזמי, ריבוזומים, מיטוכונדריה, ליזוזומים, קומפלקס גולגי, מרכז תאים, גרעין.

רטיקולום אנדופלזמי - מערכת צינוריות וחללים המחלחלת לכל הציטופלזמה. התפקיד העיקרי הוא השתתפות בסינתזה, הצטברות ותנועה של הראשי חומר אורגניהמיוצר על ידי התא, סינתזת חלבון.

ריבוזומים הם גופים צפופים המכילים חלבון וחומצה ריבונוקלאית (RNA). הם האתר של סינתזת חלבון. קומפלקס גולגי חללים מוגבלים על ידי ממברנות עם צינוריות הנמשכות מהן ושלפוחיות הממוקמות בקצותיהן. התפקיד העיקרי הוא הצטברות של חומרים אורגניים, היווצרות ליזוזומים.

מרכז סלולרנוצר על ידי שני גופים קטנים המעורבים בחלוקת התא. גופים אלה ממוקמים ליד הגרעין.

הליבה - מבנה חיוניתאים. חלל הגרעין מלא במיץ גרעיני. הוא מכיל את הגרעין, חומצות הגרעין, חלבונים, שומנים, פחמימות, כרומוזומים. כרומוזומים מכילים מידע תורשתי. לתאים יש מספר קבוע של כרומוזומים. תאי גוף האדם מכילים 46 כרומוזומים, ותאי הנבט - 23.

ליזוזומים הם גופים עגולים ובתוכם קומפלקס של אנזימים. תפקידם העיקרי הוא לעכל חלקיקי מזון ולהסיר אברונים מתים.

הרכב התאים כולל תרכובות אנאורגניות ואורגניות.

חומרים אנאורגניים- מים ומלח. מים מהווים עד 80% ממסת התא. הוא ממיס חומרים המעורבים בתגובות כימיות: הוא מעביר חומרים מזינים, מסיר פסולת ותרכובות מזיקות מהתא.

מלח מינרלי- נתרן כלורי, אשלגן כלורי וכו', משחק תפקיד חשובבחלוקת המים בין תאים וחומר בין תאי. יסודות כימיים נפרדים: חמצן, מימן, חנקן, גופרית, ברזל, מגנזיום, אבץ, יוד, זרחן מעורבים ביצירת חיוניים תרכובות אורגניות.

תרכובות אורגניות יוצרות עד 20-30% מהמסה של כל תא. ביניהם הערך הגבוה ביותריש חלבונים, שומנים, פחמימות וחומצות גרעין.

חלבונים הם החומרים האורגניים הבסיסיים והמורכבים ביותר המצויים בטבע. למולקולת החלבון יש מידות גדולותמורכב מחומצות אמינו. חלבונים משרתים חומר בנייןתאים. הם מעורבים ביצירת ממברנות תאים, גרעינים, ציטופלזמה, אברונים. חלבוני האנזים הם מאיצי זרימה תגובה כימית. רק בתא אחד יש עד 1000 חלבונים שונים. מורכב מפחמן, מימן, חנקן, חמצן, גופרית, זרחן.

פחמימות מורכבות מפחמן, מימן וחמצן. פחמימות כוללות גלוקוז, גליקוגן עמילן מן החי. ההתפרקות של 1 גרם משחררת 17.2 קילו-ג'יי של אנרגיה.

שומנים נוצרים על ידי אותו יסודות כימייםזהה לפחמימות. שומנים אינם מסיסים במים. הם חלק ממברנות התא, משמשים כמקור אנרגיה במילואים בגוף. כשמפצלים 1 גרם שומן, משתחררים 39.1 קילו ג'יי אנרגיה.

חומצות גרעין הן משני סוגים - DNA ו-RNA.

ה-DNA ממוקם בגרעין, הוא חלק מהכרומוזומים, קובע את הרכב חלבוני התא והעברת תכונות ותכונות תורשתיות מההורים לצאצאים. הפונקציות של RNA קשורות ליצירת חלבונים האופייניים לתא זה.

המאפיין החיוני העיקרי של התא הוא חילוף החומרים. מהחומר הבין תאי, חומרים מזינים וחמצן נכנסים כל הזמן לתאים ומשתחררים תוצרי ריקבון.

חומרים הנכנסים לתא מעורבים בתהליכי הביוסינתזה.

ביוסינתזה היא היווצרות חלבונים, שומנים, פחמימות ותרכובותיהם מעוד חומרים פשוטים. במקביל לביוסינתזה בתאים, מתרחש פירוק של תרכובות אורגניות. רוב תגובות הפירוק מערבות חמצן ומשחררות אנרגיה. כתוצאה מחילוף החומרים, הרכב התאים מתעדכן כל הזמן: חומרים מסוימים נוצרים, בעוד שאחרים נהרסים.

התכונה של תאים חיים, רקמות, האורגניזם כולו להגיב להשפעות חיצוניות או פנימיות - גירויים נקראים עצבנות. בתגובה לגירויים כימיים ופיזיים, שינויים ספציפיים בפעילותם החיונית מתרחשים בתאים.

תאים מסוגלים לצמוח ולהתרבות. כל אחד מתאי הבת שנוצרו גדל ומגיע לגודל האם. תאים חדשים מבצעים את תפקיד תא האם. אורך החיים של התאים משתנה בין כמה שעות לעשרות שנים.

תא חייש מספר תכונות חיוניות: חילוף חומרים, עצבנות, צמיחה ורבייה, ניידות, שעל בסיסם מתבצעות הפונקציות של האורגניזם כולו.

מעטה של ​​תאים.

לדופן התא יש מבנה מורכב. הוא מורכב משכבה חיצונית ומתחתית קרום פלזמה. תאי בעלי חיים וצמחים נבדלים זה מזה במבנה השכבה החיצונית שלהם. בצמחים, כמו גם בחיידקים, אצות כחולות ירוקות ופטריות, על פני התאים ממוקם קליפה צפופה, או דופן התא. ברוב הצמחים הוא מורכב מסיבים. דופן התא ממלא תפקיד חשוב ביותר: זוהי מסגרת חיצונית, מעטפת מגן, מספקת טורגור תאי צמחים: מים, מלחים, מולקולות של חומרים אורגניים רבים עוברות בדופן התא.

השכבה החיצונית של פני השטח של תאי בעלי חיים, בניגוד ל קירות תאיםצמחים דקים מאוד, אלסטיים. הוא אינו נראה במיקרוסקופ אור ומורכב ממגוון רחב של פוליסכרידים וחלבונים. שכבת פני השטח של תאי בעלי חיים נקראת גליקוקליקס.

Glycocalyx מבצעת בעיקר את הפונקציה של חיבור ישיר של תאי בעלי חיים עם הסביבה החיצונית, עם כל החומרים הסובבים אותה. בעלות עובי לא משמעותי (פחות מ-1 מיקרון), השכבה החיצונית של תא החי אינו ממלא תפקיד תומך, האופייני לדפנות תאי הצמח. היווצרות הגליקוקאליקס, כמו גם דפנות התא של צמחים, מתרחשת עקב הפעילות החיונית של התאים עצמם.

קרום פלזמה.

מתחת לגליקוקאליקס ולדופן התא של הצמחים יש קרום פלזמה (lat. "ממברנה" - עור, סרט), הגובל ישירות בציטופלזמה. עובי קרום הפלזמה הוא כ-10 ננומטר, חקר המבנה והתפקודים שלו אפשרי רק בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוני.

קרום הפלזמה מכיל חלבונים ושומנים. הם מסודרים בצורה מסודרת ומחוברים זה לזה על ידי אינטראקציות כימיות. על ידי רעיונות מודרנייםמולקולות ליפידים בממברנת הפלזמה מסודרות בשתי שורות ויוצרות שכבה רציפה. מולקולות חלבון אינן יוצרות שכבה רציפה, הן ממוקמות בשכבת השומנים, צוללות לתוכה בעומקים שונים.

מולקולות חלבון ושומנים ניידות, מה שמבטיח את הדינמיות של קרום הפלזמה.

ממברנת הפלזמה מבצעת פונקציות חשובות רבות שמהן מקנאת הפעילות החיונית של התאים. אחת הפונקציות הללו היא שהיא מהווה מחסום המפריד בין התוכן הפנימי של התא לבין הסביבה החיצונית. אבל יש חילופי חומרים מתמידים בין תאים לסביבה החיצונית. מים, מלחים שונים בצורת יונים בודדים, מולקולות אנאורגניות ואורגניות נכנסות לתא מהסביבה החיצונית. הם נכנסים לתא דרך תעלות דקות מאוד של קרום הפלזמה. מוצרים הנוצרים בתא משתחררים לסביבה החיצונית. הובלה של חומר היא אחת התפקידים העיקריים של קרום הפלזמה. מוצרים מטבוליים, כמו גם חומרים המסונתזים בתא, מוסרים מהתא דרך קרום הפלזמה. אלה כוללים מגוון חלבונים, פחמימות, הורמונים המיוצרים בתאים של בלוטות שונות ומופרשים לסביבה החוץ-תאית בצורה של טיפות קטנות.

תאים היוצרים רקמות שונות (אפיתל, שריר וכו') בבעלי חיים רב-תאיים מחוברים זה לזה באמצעות קרום פלזמה. בחיבור של שני תאים, הממברנה של כל אחד מהם יכולה ליצור קפלים או יציאות, המעניקים לחיבורים חוזק מיוחד.

החיבור של תאי הצמח מסופק על ידי יצירת תעלות דקות המלאות בציטופלזמה ומוגבלות על ידי קרום הפלזמה. דרך ערוצים כאלה שעוברים קירות תאים, חומרים מזינים, יונים, פחמימות ותרכובות אחרות מגיעים מתא אחד למשנהו.

על פני השטח של תאי בעלי חיים רבים, למשל, אפיתליה שונות, יש יציאות דקות מאוד של הציטופלזמה המכוסה בממברנת פלזמה - מיקרוווילי. המספר הגדול ביותר microvilli ממוקמים על פני השטח של תאי מעיים, שם מתרחש עיכול אינטנסיבי וספיגה של מזון מעוכל.

פגוציטוזיס.

מולקולות גדולות של חומרים אורגניים, כמו חלבונים ופוליסכרידים, חלקיקי מזון, חיידקים נכנסות לתא על ידי פגוציטים (ביוונית "פאגאו" - לטרוף). קרום הפלזמה מעורב ישירות בפאגוציט. במקום בו פני התא באים במגע עם חלקיק של חומר צפוף כלשהו, ​​הממברנה צונחת, יוצרת שקע ומקיפה את החלקיק, אשר ב"חבילת ממברנה" שוקע לתוך התא. נוצר ואקוול עיכול והחומרים האורגניים שנכנסו לתא מתעכלים בו.

ציטופלזמה.

תחום מהסביבה החיצונית על ידי קרום הפלזמה, הציטופלזמה היא הסביבה הפנימית חצי נוזלית של תאים. הציטופלזמה של תאים אוקריוטיים מכילה את הגרעין ואברונים שונים. הגרעין ממוקם בחלק המרכזי של הציטופלזמה. הוא מכיל גם מגוון תכלילים - תוצרים של פעילות תאית, ואקוולים, כמו גם הצינורות והחוטים הקטנים ביותר היוצרים את שלד התא. חלבונים שולטים בהרכב החומר העיקרי של הציטופלזמה. התהליכים המטבוליים העיקריים מתרחשים בציטופלזמה, היא מאחדת את הגרעין ואת כל האברונים למכלול אחד, מבטיחה את האינטראקציה ביניהם, את פעילות התא כמערכת חיה אינטגרלית אחת.

רשת אנדופלזמית.

כל האזור הפנימי של הציטופלזמה מלא בתעלות קטנות ובחללים רבים, שקירותיהם הם ממברנות הדומות במבנה לממברנת הפלזמה. ערוצים אלו מסתעפים, מתחברים זה לזה ויוצרים רשת הנקראת הרשת האנדופלזמית.

הרטיקולום האנדופלזמי הוא הטרוגני במבנהו. ידועים שני סוגים שלו - גרגירי וחלק. על ממברנות התעלות והחללים של הרשת הגרעינית יש הרבה גופים עגולים קטנים - ריבוזומים, המקנים לממברנות מראה מחוספס. הממברנות של הרשת האנדופלזמית החלקה אינן נושאות ריבוזומים על פני השטח שלהן.

הרשת האנדופלזמית מבצעת פונקציות רבות ושונות. הפונקציה העיקרית של הרטיקולום האנדופלזמי הגרגירי היא השתתפות בסינתזת חלבון, המתבצעת בריבוזומים.

על הממברנות של הרשת האנדופלזמית החלקה, מסונתזים שומנים ופחמימות. כל מוצרי הסינתזה הללו מצטברים בתעלות ובחללים, ואז מועברים אליהם אברונים שוניםתאים שבהם הם נצרכים או מצטברים בציטופלזמה כתכלילים של תאים. הרטיקולום האנדופלזמי מחבר בין האברונים העיקריים של התא.

ריבוזומים.

ריבוזומים נמצאים בתאים של כל האורגניזמים. אלו גופים מיקרוסקופיים בעלי צורה מעוגלת בקוטר של 15-20 ננומטר. כל ריבוזום מורכב משני חלקיקים בגדלים שונים, קטנים וגדולים.

תא אחד מכיל אלפים רבים של ריבוזומים, הם ממוקמים על הממברנות של הרשת האנדופלזמית הגרנורית, או שוכבים בחופשיות בציטופלזמה. ריבוזומים מורכבים מחלבונים ו-RNA. תפקיד הריבוזומים הוא סינתזת חלבון. סינתזת חלבון - תהליך קשה, אשר מתבצע לא על ידי ריבוזום אחד, אלא על ידי קבוצה שלמה, הכוללת עד כמה עשרות ריבוזומים משולבים. קבוצה זו של ריבוזומים נקראת פוליזום. חלבונים מסונתזים מצטברים תחילה בתעלות ובחללים של הרשת האנדופלזמית, ולאחר מכן מועברים לאברונים ואזורי התא שבהם הם נצרכים. הרשת האנדופלזמית והריבוזומים הממוקמים על הממברנות שלו הם מנגנון יחיד לביוסינתזה והובלה של חלבונים.

מיטוכונדריה.

הציטופלזמה של רוב תאי החי והצומח מכילה גופים קטנים (0.2-7 מיקרון) - מיטוכונדריה (מיוונית "מיטוס" - חוט, "כונדריון" - דגן, גרגיר).

המיטוכונדריה נראים בבירור במיקרוסקופ אור, בעזרתו ניתן לראות את צורתם, מיקומם, לספור את המספר. מבנה פנימיהמיטוכונדריה נחקרה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים. המעטפת של המיטוכונדריה מורכבת משני ממברנות - חיצונית ופנימית. קרום חיצוניחלק, הוא אינו יוצר קפלים ויציאות. הממברנה הפנימית, להיפך, יוצרת קפלים רבים המופנים אל חלל המיטוכונדריה. קפלי הממברנה הפנימית נקראים cristae (lat. "crista" - מסרק, תוצאה) מספר הקריסטות אינו זהה במיטוכונדריה תאים שונים. יכולים להיות בין כמה עשרות לכמה מאות, ובמיוחד יש הרבה קריסטלים במיטוכונדריה של תאים הפועלים באופן פעיל, למשל, תאי שריר.

המיטוכונדריה נקראות "תחנות כוח" של תאים "מאחר שתפקידן העיקרי הוא סינתזה של אדנוזין טריפוספט (ATP). חומצה זו מסונתזת במיטוכונדריה של תאים של כל האורגניזמים ומהווה מקור אוניברסלי לאנרגיה הנחוצה ליישום החיוני תהליכים של התא ושל האורגניזם כולו.

מיטוכונדריה חדשות נוצרות על ידי חלוקה של מיטוכונדריה שכבר קיימות בתא.

פלסטידים.

פלסטידים נמצאים בציטופלזמה של כל תאי הצמח. אין פלסטידים בתאי בעלי חיים. ישנם שלושה סוגים עיקריים של פלסטידים: ירוק - כלורופלסטים; אדום, כתום וצהוב - כרומופלסטים; חסר צבע - לויקופלסטים.

כלורופלסט.

אברונים אלו נמצאים בתאי העלים ואיברי צמחים ירוקים אחרים, וכן במגוון אצות. גודל הכלורופלסטים הוא 4-6 מיקרון, לרוב יש להם צורה אליפסה. בְּ צמחים גבוהים יותרבתא אחד יש בדרך כלל כמה עשרות כלורופלסטים. צבע ירוקכלורופלסטים תלויים בתכולת הפיגמנט הכלורופיל שבהם. כלורופלסט הוא האברון העיקרי של תאי הצמח שבו מתרחשת פוטוסינתזה, כלומר יצירת חומרים אורגניים (פחמימות) מאי-אורגני (CO2 ו-H2O) תוך שימוש באנרגיה אוֹר שֶׁמֶשׁ.

כלורופלסטים דומים מבחינה מבנית למיטוכונדריה. הכלורופלסט תחום מהציטופלזמה על ידי שני ממברנות - חיצוניות ופנימיות. הקרום החיצוני חלק, ללא קפלים ויציאות, והפנימי יוצר שפעים מקופלים רבים המכוונים בתוך הכלורופלסט. לכן, מספר רב של ממברנות מרוכזים בתוך הכלורופלסט, ויוצרים מבנים מיוחדים - גרנה. הם מוערמים כמו ערימת מטבעות.

מולקולות הכלורופיל ממוקמות בממברנות של הגראן, מכיוון שכאן מתרחשת הפוטוסינתזה. ATP מסונתז גם בכלורופלסטים. בין הממברנות הפנימיות של הכלורופלסט מכיל DNA, RNA. וריבוזומים. כתוצאה מכך, בכלורופלסטים, כמו גם במיטוכונדריה, יש סינתזה של החלבון הדרוש לפעילותם של האברונים הללו. כלורופלסטים מתרבים על ידי חלוקה.

כרומופלסטים נמצאים בציטופלזמה של תאים חלקים שוניםצמחים: בפרחים, פירות, גבעולים, עלים. נוכחותם של כרומופלסטים מסבירה את הצבע הצהוב, הכתום והאדום של קורולות הפרחים, הפירות, עלי הסתיו.

לוקופלסטים.

הם נמצאים בציטופלזמה של תאים של חלקים לא מוכתמים של צמחים, למשל, בגבעולים, שורשים, פקעות. הצורה של לויקופלסטים מגוונת.

כלורופלסטים, כרומופלסטים ולוקופלסטים מסוגלים להחליף תאים. לכן, כאשר פירות מבשילים או עלים משנים את צבעם בסתיו, כלורופלסטים הופכים לכרומופלסטים, ולוקופלסטים יכולים להפוך לכלורופלסטים, למשל, כאשר פקעות תפוחי אדמה הופכות לירוקות.

מערכת גולג'י.

בתאי בעלי חיים רבים, כגון תאי עצב, הוא לובשת צורה של רשת מורכבת הממוקמת סביב הגרעין. בתאי הצמחים והפרוטוזואה, מנגנון הגולגי מיוצג על ידי גופים בודדים דמויי מגל או מוטות. המבנה של אורגנואיד זה דומה בתאים של אורגניזמים צמחיים ובעלי חיים, למרות מגוון צורתו.

הרכב מנגנון גולגי כולל: חללים מוגבלים על ידי ממברנות וממוקמים בקבוצות (5-10 כל אחד); בועות גדולות וקטנות הממוקמות בקצות החללים. כל האלמנטים הללו יוצרים קומפלקס אחד.

מנגנון גולגי מבצע פונקציות חשובות רבות. דרך ערוצי הרשת האנדופלזמית מועברים אליו תוצרי הפעילות הסינתטית של התא - חלבונים, פחמימות ושומנים. כל החומרים הללו מצטברים תחילה, ואז נכנסים לציטופלזמה בצורה של בועות גדולות וקטנות ומשמשים בתא עצמו במהלך פעילות חייו, או מוסרים ממנו ומשמשים בגוף. לדוגמה, בתאי הלבלב של יונקים, אנזימי עיכולהמצטברים בחללים של האורגנואיד. ואז נוצרות שלפוחיות מלאות באנזימים. הם מופרשים מהתאים לצינור הלבלב, משם הם זורמים לחלל המעי. תפקיד חשוב נוסף של האורגנואיד הזה הוא ששומנים ופחמימות (פוליסכרידים) מסונתזים על הממברנות שלו, המשמשות בתא והן חלק מהממברנות. הודות לפעילותו של מנגנון גולגי, מתרחשת חידוש וצמיחה של קרום הפלזמה.

ליזוזומים.

הם גופים עגולים קטנים. כל ליזוזום מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנה. בתוך הליזוזום נמצאים אנזימים המפרקים חלבונים, שומנים, פחמימות, חומצות גרעין.

ליזוזומים מתקרבים לחלקיק המזון שנכנס לציטופלזמה, מתמזגים איתו ונוצר ואקוול עיכול אחד שבתוכו יש חלקיק מזון מוקף באנזימי ליזוזום. חומרים הנוצרים כתוצאה מעיכול של חלקיק מזון נכנסים לציטופלזמה ומשמשים את התא.

בעל יכולת עיכול פעיל חומרים מזינים, ליזוזומים מעורבים בהסרה של חלקים גוססים של תאים, תאים שלמים ואיברים בתהליך של פעילות חיונית. היווצרות ליזוזומים חדשים מתרחשת בתא ללא הרף. אנזימים הכלולים בליזוזומים, כמו כל חלבונים אחרים, מסונתזים על הריבוזומים של הציטופלזמה. ואז אנזימים אלה נכנסים דרך תעלות הרשת האנדופלזמית אל מנגנון הגולגי, שבחלליו נוצרים ליזוזומים. בצורה זו, ליזוזומים נכנסים לציטופלזמה.

מרכז תאים.

בתאי בעלי חיים, אורגנואיד ממוקם ליד הגרעין, הנקרא מרכז התא. החלק העיקרי של מרכז התא מורכב משני גופים קטנים - צנטריולים, הממוקמים באזור קטן של ציטופלזמה צפופה. לכל צנטרול יש צורה של גליל באורך של עד 1 מיקרומטר. לצנטרולים תפקיד חשוב בחלוקת תאים; הם מעורבים ביצירת ציר הביקוע.

תכלילים של תאים.

ל תכלילים סלולרייםכוללים פחמימות, שומנים וחלבונים. כל החומרים הללו מצטברים בציטופלזמה של התא בצורה של טיפות וגרגרים בגדלים וצורות שונות. הם מסונתזים מעת לעת בתא ומשמשים בתהליך המטבולי.

הליבה.

כל תא של בעלי חיים חד-תאיים ורב-תאיים, כמו גם צמחים, מכיל גרעין. צורתו וגודלו של הגרעין תלויים בצורתם ובגודלם של התאים. לרוב התאים יש גרעין אחד, ותאים כאלה נקראים מונו-גרעיניים. יש גם תאים עם שניים, שלושה, כמה עשרות ואפילו מאות גרעינים. אלו הם תאים מרובי גרעינים.

מוהל גרעיני הוא חומר חצי נוזלי, שנמצא מתחת למעטפת הגרעינית ומייצג סביבה פנימיתגרעינים.

האנטומיה של האדם (מיוונית ανά, aná - "למעלה" ו-τομή, tomé "חתכתי") הוא מדע המקור וההתפתחות, הצורות והמבנה של גוף האדם. האנטומיה האנושית חוקרת את הצורות והפרופורציות החיצוניות של גוף האדם, את מבנה חלקיו, גופים בודדיםוהמכשיר שלהם.

אנטומיה אנושית רגילה, או שיטתית חוקרת את מבנה ה"נורמלי", כלומר. אדם בריאיתר על כן, באופן שיטתי, מפורק לפי מערכות איברים, ולאחר מכן לאיברים, מחלקות של איברים ורקמות.

אנטומיה פתולוגית חוקרת איברים ורקמות חולים.

אנטומיה טופוגרפית (כירורגית) חוקרת את מבנה הגוף לפי אזור, תוך התחשבות במיקום האיברים ויחסיהם זה עם זה, עם השלד.

אנטומיה אנושית רגילה (שיטתית) כוללת מדעים פרטיים:
אוסטאולוגיה היא חקר העצמות, ארתרולוגיה היא חקר מפרקי העצמות, מיולוגיה היא חקר השרירים, ספלנצ'נולוגיה היא חקר הקרביים, אנגיולוגיה היא חקר כלי הדם, נוירולוגיה היא חקר מערכת העצבים.

IN גוף האדםלבלוט המערכות הבאות:
1) שרירים ושלד (מורכב מהשלד והשרירים)
2) מחזור הדם (מורכב מהלב וכלי הדם)
3) נשימה (מורכב מריאות ו דרכי הנשימה)
4) עיכול (מורכב מבלוטות עיכול ו מערכת עיכול)
5) אינטומנטרי (מורכב מעור)
6) שתן (מורכב מהכליות)
7) מינית (מורכבת מאיברי מין נשיים וזכרים)
8) אנדוקרינית (מורכבת מבלוטות)
9) עצבני (מורכב ממערכת העצבים המרכזית והפריפריאלית)

מבניים ו יחידה פונקציונליתלחיות הוא תא. האדם, כמו כל היצורים החיים, מורכב מתאים המחוברים ביניהם על ידי מבנים מחברים. תאים אוכלים כדי לקיים את עצמם, משתמשים בחמצן לאנרגיה, מגיבים לגירויים מסוימים ויש להם יכולת להתרבות.

תאים מחולקים לפרוקריוטים ואיקריוטים. הראשונים הם אצות וחיידקים, המכילים מידע גנטי באברון אחד, הכרומוזום ותאים אוקריוטיים, המרכיבים יותר אורגניזמים מורכבים, כמו גוף האדם, בעלי גרעין מובחן בבירור, המכיל מספר כרומוזומים עם חומר גנטי.

תא (צלולה) הוא חלקיק יסודי של אורגניזם חי. הביטוי של תכונות החיים, כגון רבייה (רבייה), חילוף חומרים וכו', מתבצע על ברמה התאיתוממשיך בהשתתפות ישירה של חלבונים - המרכיבים העיקריים של מבנים תאיים. כל תא הוא מערכת מורכבתהמכילים את הגרעין והציטופלזמה עם האברונים הכלולים בו. גודל התא הוא מכמה מיקרומטרים (לימפוציטים קטנים) ועד 200 מיקרון (ביצית).

גם צורת התאים שונה. בגוף האדם ישנם תאים כדוריים, דמויי ציר, קשקשים (שטוחים), מעוקבים, עמודים (פריזמטיים), כוכבים, תהליך (דמוי עץ). תאים מסוימים (לדוגמה, נוירונים), יחד עם תהליכים, מגיעים לאורך של 1.5 מ' או יותר. בתוך התא נמצא הגרעין, הגרעין, המאחסן מידע גנטי ומעורב בסינתזת חלבון. IN תאים שטוחיםהגרעין פחוס, בתאי דם לבנים (לויקוציטים) הוא בצורת מוט או בצורת שעועית.

בבני אדם, לאריתרוציטים וטסיות דם אין גרעין. הגרעין מכוסה בממברנה גרעינית, nucleolemma, המיוצגת על ידי הממברנות הגרעיניות החיצוניות והפנימיות, שביניהם יש חלל צר. הגרעין מלא בנוקלאופלזמה, נוקלאופלזמה, המכילה את הגרעין, הגרעין, אחד או שניים, וכרומטין בצורת גרגרים צפופים או מבנים דמויי סרט. הגרעין מוקף בציטופלזמה, ציטופלזמה. הציטופלזמה מורכבת מהיאלופלזמה, אברונים ותכלילים. היאלופלזמה היא החומר העיקרי של הציטופלזמה. זוהי תצורה מורכבת חסרת מבנה נוזלית למחצה, שקופה (מהיאלוס היווני - זכוכית); מכיל פוליסכרידים, חלבונים, חומצות גרעין וכו'. Hyaloplasm מעורב ב תהליכים מטבולייםתאים.

אברונים הם חלקים קבועים בתא בעלי מבנה מסוים ומבצעים פונקציות ספציפיות. האברונים כוללים את מרכז התא, המיטוכונדריה, קומפלקס גולגי - מנגנון הרשת הפנימי, הרשת האנדופלזמית (ציטופלזמה). מרכז התא ממוקם בדרך כלל בסמוך לגרעין או לקומפלקס הגולגי ומכיל שתי תצורות צפופות - צנטריולים, המהווים חלק מהציר של תא מתחלק ומשתתפות ביצירת איברים ניידים - פלגלה, ריסים.

המיטוכונדריה, שהם איברי האנרגיה של התא, מעורבים בתהליכי החמצון והזרחון. יש להם צורה ביצית ומכוסים בקרום דו-שכבתי, המורכב משתי שכבות של חיצוני ופנימי. הממברנה הפנימית יוצרת פלישות לתוך המיטוכונדריה בצורת קפלים - cristae.

לקומפלקס גולגי (מנגנון רשת פנימי) יש צורה של בועות, לוחות וצינורות הממוקמים ליד הגרעין. הוא מסנתז פוליסכרידים המקיימים אינטראקציה עם חלבונים, משתתף בהפרשת תוצרי הפעילות החיונית שלו מחוץ לתא.

הרשת האנדופלזמית (ציטופלזמית) מוצגת בצורה של רשת אנדופלסמית אגרנורית (חלקה) וגרגירית (גרגירית). הראשון נוצר בעיקר על ידי בורות מים קטנים וצינוריות המעורבים בחילופי שומנים ופוליסכרידים. הוא נמצא בתאים המפרישים חומרים סטרואידים. הרשת האנדופלזמית הגרגירית מורכבת מבורות מים, צינוריות וצלחות, שעל קירותיהם, מצד ההיאלופלזמה, גרגירים קטנים מעוגלים - ריבוזומים, היוצרים במקומות מסוימים צברים - פוליריבוזומים. רשת זו מעורבת בסינתזת חלבון.

בציטופלזמה מבודדים כל הזמן חומרים שוניםאשר נקראים תכלילים ציטופלזמיים. הם יכולים להיות מיוצגים על ידי חלבון, שומן, פיגמנט ותצורות אחרות. התא, בהיותו חלק ממכלול אורגניזם רב תאי, מבצע את הפונקציות האופייניות לכל היצורים החיים: הוא תומך בחיי התא עצמו ומבטיח את הקשר שלו עם הסביבה החיצונית (מטבוליזם).

לתאים יש גם עצבנות (תגובות מוטוריות) והם מסוגלים להתרבות על ידי חלוקה. חילוף חומרים בתא (תוך תאי תהליכים ביוכימיים, סינתזה של חלבונים, אנזימים) מתבצעת על חשבון ההוצאה ושחרור האנרגיה. תנועת תאים אפשרית בהשתתפות בליטות מופיעות והיעלמות (תנועת אמבויד אופיינית ללוקוציטים, לימפוציטים, מקרופאגים), ריסים - יציאות פלזמה על פני השטח החופשיים של התא, ביצוע תנועות ריסי (אפיתל המכסה את הקרום הרירי של דרכי הנשימה ), או פועל יוצא ארוך של הדגל, כגון, למשל, בזרעונים. חלק תאי שרירוסיבי שריר מפוספסים יכולים להתכווץ, ולשנות את אורכם.

ההתפתחות והצמיחה של האורגניזם מתרחשים עקב עלייה במספר התאים (רבייה). חידוש מתמיד כזה על ידי תאי רבייה באורגניזם בוגר הם תאי אפיתל (אפיתל שטחי, או אינטומנטרי), תאים רקמת חיבור, דם. חלק מהתאים (לדוגמה, תאי עצב) איבדו את יכולת ההתרבות. מספר תאים תנאים רגיליםלא להתרבות, בנסיבות מסוימות לרכוש את הנכס הזה (תהליך ההתחדשות).

חלוקת תאים אפשרית בשתי דרכים. חלוקה עקיפה - מיטוזה (מחזור מיטוטי, קריוקינזיס) - מורכבת ממספר שלבים, שבמהלכם התא מתקשה לבנות אותו מחדש. חלוקת תאים ישירה (פשוטה) - אמיטוזיס - היא נדירה והיא חלוקת התא וגרעין שלו לשני חלקים. סוג מיוחדחלוקה של תאי נבט ממוזגים היא מיוזה (סוג מיוטי), שבה יש חצייה של מספר הכרומוזומים בתא המופרי. עם חלוקה זו, נצפה מבנה מחדש של מנגנון הגנים של התא. הזמן מחלוקת תא אחד למשנהו נקרא מחזור החיים שלו.

תאים הם חלק מרקמות.
ליזוזומים הם אברונים האחראים על עיכול חומרים הנכנסים לציטופלזמה.
ריבוזומים הם אברונים המסנתזים חלבונים ממולקולות חומצות אמינו.
התא או הממברנה הציטופלזמית היא מבנה חדיר למחצה המקיף את התא. מספק חיבור של התא עם הסביבה החוץ תאית.
ציטופלזמה היא חומר הממלא את התא כולו ומכיל את כל גופי התא, כולל הגרעין.
Microvilli - קפלים ובליטות של הממברנה הציטופלזמית, המבטיחים מעבר חומרים דרכו.
הצנטרוזום מעורב במיטוזה או בחלוקת תאים.
Centrioles הם החלקים המרכזיים של הצנטרוזום.
ואקוולים הם שלפוחיות קטנות בציטופלזמה מלאות בנוזל תאי.
הגרעין הוא אחד המרכיבים הבסיסיים של התא, שכן הגרעין הוא נשא של תכונות תורשתיות ומשפיע על רבייה והעברה של תורשה ביולוגית.
מעטפת גרעין- קרום נקבובי המווסת את מעבר החומרים בין הגרעין לציטופלזמה.
נוקלאולי הם אברונים כדוריים של הגרעין המעורבים ביצירת ריבוזומים.
חוטים תוך תאיים הם אברונים הכלולים בציטופלזמה.
מיטוכונדריה הם אברונים המעורבים ב מספרים גדוליםתגובות כימיות כגון נשימה תאית.

מושגים ומונחים בסיסיים בנושא: תאי חיידקים, תאי פטרייה, תאי צמחים, תאי בעלי חיים, תאים פרוקריוטיים, תאים אוקריוטיים.

תכנית לימוד נושא:

1. מבנה התא ותפקודיו.

2. תאים פרוקריוטים ואיקריוטים.

3. ציטופלזמה וממברנת התא. אברוני התא.

1. המדע החוקר את המבנה והתפקוד של תאים נקרא ציטולוגיה. תאים עשויים להיות שונים זה מזה בצורה, מבנה ותפקוד, אם כי העיקריים אלמנטים מבנייםרוב התאים דומים. כל אורגניזם מתפתח מתא. זה חל על אורגניזמים שנולדו כתוצאה משיטות רבייה א-מיניות ומיניות כאחד. לכן התא נחשב ליחידת צמיחה והתפתחות של הגוף. השיטתיות המודרנית מבדילה בין הממלכות הבאות של אורגניזמים: חיידקים, פטריות, צמחים, בעלי חיים. העילה לחלוקה כזו היא שיטות התזונה של אורגניזמים אלה ומבנה התאים.

2. ביולוגים מזהים שניים מרכזיים קבוצות שיטתיותתאים - פרוקריוטיו איקריוטי. תאים פרוקריוטייםאינם מכילים גרעין אמיתי ומספר אברונים. תאים איקריוטייםמכילים גרעין שבו נמצא המנגנון התורשתי של האורגניזם. תאים פרוקריוטיים הם תאים של חיידקים, אצות כחולות ירוקות. התאים של כל שאר האורגניזמים הם אוקריוטיים.

3. תאים חיידקייםבעלי המבנים הבאים האופייניים להם - דופן תא צפופה, מולקולת DNA עגולה אחת (נוקלאוטיד), ריבוזומים. לתאים אלו חסרים רבים מהאברונים האופייניים לצמחים, בעלי חיים וצמחים אוקריוטיים תאי פטריות. לפי אופן התזונה, חיידקים מחולקים ל אוטוטרופים, כימוטרופיםו הטרוטרופים. תאי צמחים מכילים פלסטידים האופייניים רק להם - כלורופלסטים, לויקופלסטים וכרומופלסטים; הם מוקפים בדופן תא צפופה של תאית, ויש להם גם ואקוולים עם מוהל תאים. כל הצמחים הירוקים הם אורגניזמים אוטוטרופיים. לתאי בעלי חיים אין קירות תאים צפופים. הם מוקפים בקרום תא שדרכו מתרחש חילוף חומרים. סביבה. תאי פטרייה מכוסים בדופן תא השונה ב תרכובת כימיתמקירות תאי צמחים. הוא מכיל כיטין, פוליסכרידים, חלבונים ושומנים כמרכיבים העיקריים. גליקוגן הוא חומר העתודה של תאי פטרייה ובעלי חיים.

טבלה 4

השוואה בין מבנה התא של פרוקריוטים ואיקריוטים

טבלה 5

השוואה בין תאי צמחים ובעלי חיים

-

משימות עבור הגשמה עצמית:

1. הכינו טבלה

נושא 1.3. וירוסים כצורות חיים חוץ-תאיות.

מושגים ומונחים בסיסיים בנושא:וירוסים, וירולוגיה, נוקלאופרוטאין, קפסיד, סופרקפסיד, בקטריופאג', שידור אופקית, שידור אנכי .

תכנית לימוד בנושא:

1. מקור והיסטוריה של גילוי וירוסים.

2. המשמעות של וירוסים.

3. הרכב כימי של וירוסים.

4. אינטראקציה של הנגיף עם התא.

סיכוםשאלות תיאורטיות:

1. וירוסים הם מבנים גנטיים אוטונומיים שאינם מסוגלים להתפתח מחוץ לתא. בפעם הראשונה, קיומו של וירוס (כסוג חדש של פתוגן) הוכח בשנת 1892 על ידי המדען הרוסי D.I. Ivanovsky, הוא תיאר את התכונות החריגות של הגורם הסיבתי של פסיפס טבק-טבק. מאוחר יותר, פ. לפלר ופ. פרוש גילו את הגורם הגורם למחלת הפה והטלפיים. ולבסוף, בשנת 1917, פ. דה אראל גילה וירוס בקטריופאג' שמדביק חיידקים. כך התגלו וירוסים, צמחים, בעלי חיים ומיקרואורגניזמים. כתוצאה מכך, צמח מדע שחוקר צורות חיים לא תאיות - וירולוגיה.

2.וירוסיםלמלא תפקיד חשוב בחיי האדם. הם הגורמים למחלות מסוכנות רבות של בני אדם, בעלי חיים וצמחים. הם מועברים במגע פיזי ישיר, באוויר, מינית ובדרכים אחרות. וירוסים יכולים להינשא גם על ידי אורגניזמים אחרים (וקטורים): למשל, וירוס הכלבת נישא על ידי כלבים, בקר, עטלפים ויונקים אחרים.

יותר מעשר קבוצות של וירוסים הם פתוגניים לבני אדם. ביניהם גם נגיפי DNA (נגיפי אבעבועות שחורות, קבוצת הרפס, אדנוווירוסים (מחלות נשימה ועיניים), וגם נגיפי RNA (הפטיטיס A, פוליו, זיהומים חריפים בדרכי הנשימה, שפעת, חצבת, חזרת), (דלקת מוח, קדחת צהובה)). ל מחלות ויראליותהוא נגיף הכשל החיסוני האנושי הגורם לאיידס.

1. פשוט וירוסים מאורגנים (נוקלאופרוטאין ) עשוי להיות מורכב רק מחומצת גרעין (DNA או RNA) ומעט חלבונים המקיפים את הקליפה סביב ה-NA. שכבת החלבון נקראת קפסיד. בנגיפים מסוימים, בנוסף למעטפת החלבון של הקפסיד, ישנה גם מעטפת פחמימה או ליפופרוטאין - הסופרקפסיד.

נציגים שונים של חלקיקי וירוס

וירוס הרפס שפעת וירוס טבק בקטריופאג'

פְּסֵיפָסים

הגנום של הנגיפים יכול להיות מיוצג על ידי מולקולות DNA ו-RNA חד-גדילי וגם דו-גדילי.

4. כאשר נגיף חודר לציטופלזמה של תא, הוא נקשר תחילה לחלבון קולטן הנמצא על פני התא.

מנגנון הקולטן לכניסת הנגיף לתא מספק ספציפיות תהליך זיהומי. התהליך עצמו מתחיל כשהנגיפים מתחילים להתרבות, כלומר. מתרחשת שכפול מחדש.

ערכת רבייה של וירוסים.

ישנם שני סוגי אינטראקציה בין וירוס לתא: 1) אופקי - על ידי יציאת חלקיק ויראלי מתא אחד והחדרתו לתא אחר;

2) אנכי - מדור לדור כתוצאה מהשתלבות בכרומוזום התא המארח.

עבודות מעבדה/ שיעורים מעשיים"לא מסופק"