תא בעלי חיים תחת מיקרוסקופ אלקטרונים איור 6. אברונים תאיים: המבנה והתפקודים שלהם

סוג שיעור: בשילוב.

שיטות: מילולי, ויזואלי, מעשי, חיפוש בעיות.

מטרות השיעור

חינוכי: להעמיק את הידע של התלמידים במבנה של תאים אוקריוטיים, ללמד כיצד ליישם אותם בשיעורים מעשיים.

פיתוח: לשפר את יכולתם של התלמידים לעבוד עם חומר דידקטי; לפתח את החשיבה של התלמידים על ידי הצעת משימות להשוואה בין תאים פרוקריוטיים ואוקריוטיים, תאי צמחים ותאי בעלי חיים עם זיהוי של תכונות דומות וייחודיות.

צִיוּד: כרזה "מבנה הממברנה הציטופלזמית"; כרטיסי משימה; נדב (מבנה של תא פרוקריוטי, אופייני תא צמחי, מבנה תא חיה).

תקשורת בין נושאים: בוטניקה, זואולוגיה, אנטומיה אנושית ופיזיולוגיה.

מערך שיעור

א. רגע ארגוני

בדוק מוכנות לשיעור.
בדיקת רשימת התלמידים.
הצגת נושא ומטרות השיעור.

II. לימוד חומר חדש

חלוקה של אורגניזמים לפרו-אוקריוטים

צורת התאים מגוונת ביותר: חלקם מעוגלים, אחרים נראים כמו כוכבים בעלי קרניים רבות, אחרים מוארכים וכו'. גם תאים שונים בגודלם - מהקטנים ביותר, בקושי ניתנים להבחנה במיקרוסקופ אור, ועד לאלו הנראים בצורה מושלמת בעין בלתי מזוינת (למשל, דגים וביצי צפרדע).

כל ביצית לא מופרת, לרבות ביצי דינוזאורים ענקיות מאובנות הנשמרות במוזיאונים פליאונטולוגיים, היו גם פעם תאים חיים. עם זאת, אם אנחנו מדברים על האלמנטים העיקריים מבנה פנימיכל התאים דומים.

פרוקריוטים (מ-lat. מִקצוֹעָן- לפני, לפני, במקום ויוונית. קריון- גרעין) - אלו אורגניזמים שלתאים שלהם אין גרעין מוגבל על ידי ממברנה, כלומר. כל החיידקים, כולל ארכאיבקטריה וציאנובקטריה. מספר כוללישנם כ-6000 מינים פרוקריוטיים. כל המידע הגנטי של תא פרוקריוטי (גנופר) כלול במולקולת DNA עגולה אחת. מיטוכונדריה וכלורופלסטים נעדרים, ותפקידי הנשימה או הפוטוסינתזה, המספקים לתא אנרגיה, מבוצעות על ידי קרום הפלזמה (איור 1). פרוקריוטים מתרבים ללא תהליך מיני בולט על ידי חלוקה לשניים. פרוקריוטים מסוגלים שורה שלמהספֵּצִיפִי תהליכים פיזיולוגיים: לתקן חנקן מולקולרי, לבצע תסיסה של חומצת חלב, לפרק עץ, לחמצן גופרית וברזל.

לאחר שיחת היכרות, התלמידים שוקלים את המבנה של תא פרוקריוטי, תוך השוואה בין המאפיינים העיקריים של המבנה לסוגי התאים האוקריוטיים (איור 1).

איקריוטים - זה אורגניזמים גבוהים יותרבעל גרעין מוגדר בבירור, המופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנה (קריוממברנה). אוקריוטים כוללים את כל בעלי החיים והצמחים הגבוהים יותר, כמו גם אצות חד-תאיות ורב-תאיות, פטריות ופרוטוזואה. DNA גרעיני באוקריוטים סגור בכרומוזומים. לאוקריוטים יש אברונים תאיים מוגבלים על ידי ממברנות.

הבדלים בין איקריוטים לפרוקריוטים

- לאוקריוטים יש גרעין אמיתי: המנגנון הגנטי של תא איקריוטי מוגן על ידי קליפה הדומה לקליפה של התא עצמו.
- אברונים הכלולים בציטופלזמה מוקפים בממברנה.

המבנה של תאי צמחים ובעלי חיים

התא של כל אורגניזם הוא מערכת. הוא מורכב משלושה חלקים המחוברים ביניהם: קרום, גרעין וציטופלזמה.

בחקר הבוטניקה, הזואולוגיה והאנטומיה האנושית, כבר הכרתם את המבנה סוגים שוניםתאים. בואו נסקור בקצרה את המאמר הזה.

תרגיל 1.קבע מאיור 2 אילו אורגניזמים וסוגי רקמות תואמים לתאים מתחת למספרים 1-12. מה הסיבה לצורתם?

המבנה והתפקודים של אברונים של תאי צמחים ובעלי חיים

באמצעות איורים 3 ו-4 ושימוש בביולוגי מילון אנציקלופדיוספר לימוד, התלמידים ממלאים טבלה המשווה בין תאי בעלי חיים וצמחים.

שולחן. המבנה והתפקודים של אברונים של תאי צמחים ובעלי חיים

אברוני התא	מבנה האברונים	פוּנקצִיָה	נוכחות של אברונים בתאים
			צמחים	בעלי חיים
כלורופלסט	זה סוג של פלסטיד	צובעים צמחים פנימה צבע ירוקשבו מתרחשת פוטוסינתזה
לוקופלסט	הקליפה מורכבת משני ממברנות יסוד; פנימי, צומח לתוך הסטרומה, יוצר כמה thylakoids	מסנתז וצובר עמילן, שמנים, חלבונים
כרומופלסט	פלסטידים בעלי צבע צהוב, כתום ואדום, הצבע נובע מפיגמנטים - קרוטנואידים	צבע אדום, צהוב של עלי סתיו, פירות עסיסיים וכו'.
	תופס עד 90% מנפחו של תא בוגר, מלא במוהל תאים	תחזוקה של טורגור, צבירת חומרי רזרבה ומוצרים מטבוליים, ויסות לחץ אוסמוטי וכו'.
מיקרוטובולים	מורכב מהחלבון טובולין, הממוקם ליד קרום הפלזמה	להשתתף בתצהיר תאית על דפנות התא, תנועה בציטופלזמה אברונים שונים. במהלך חלוקת התא, המיקרוטובוליות מהוות את הבסיס למבנה ציר החלוקה.
ממברנת פלזמה (CPM)	מורכב משכבה דו-שכבתית של שומנים המחלחלת בחלבונים טבולים לעומקים שונים	מחסום, הובלת חומרים, תקשורת בין תאים
EPR חלק	מערכת צינוריות שטוחות ומסתעפות	מבצע סינתזה ושחרור של שומנים
EPR גס	הוא קיבל את שמו בגלל הריבוזומים הרבים על פני השטח שלו.	סינתזה של חלבונים, הצטברותם והפיכתם לשחרור מהתא אל החוץ
	מוקף בממברנה גרעינית כפולה עם נקבוביות. נוצרת הממברנה הגרעינית החיצונית מבנה רציףעם קרום EPR. מכיל נוקלאולי אחד או יותר	נושאת מידע תורשתי, מרכז ויסות פעילות התא
דופן תא	מורכב ממולקולות תאית ארוכות המסודרות בצרורות הנקראות מיקרו-סיביים	מסגרת חיצונית, מעטפת מגן
Plasmodesmata	תעלות ציטופלזמיות זעירות החודרות את דפנות התא	איחוד פרוטופלסטים של תאים סמוכים
מיטוכונדריה		סינתזת ATP (אחסון אנרגיה)
מערכת גולג'י	מורכב מערימה של שקים שטוחים - בורות מים, או דיקטיוזומים	סינתזה של פוליסכרידים, יצירת CPM וליזוזומים
ליזוזומים		עיכול תוך תאי
ריבוזומים	מורכב משתי יחידות משנה לא שוות גדולים וקטנים, שלתוכם הם יכולים להתנתק	אתר ביוסינתזה של חלבון
ציטופלזמה	מורכב ממים עם כמות גדולה של חומרים מומסים המכילים גלוקוז, חלבונים ויונים	הוא מכיל אברונים אחרים של התא וכל תהליכי חילוף החומרים התאיים מתבצעים.
מיקרופילמנטים	סיבי אקטין מסודרים בדרך כלל בצרורות ליד פני השטח של התאים	מעורב בתנועתיות תאים ועיצוב מחדש
סנטריולים	עשוי להיות חלק מהמנגנון המיטוטי של התא. תא דיפלואידי מכיל שני זוגות של צנטריולים	להשתתף בתהליך חלוקת התאים בבעלי חיים; ב-zoospores של אצות, טחבים ובפרוטוזואה הם יוצרים גופים בסיסיים של ריסים
microvilli	בליטות של קרום הפלזמה	הגדל את פני השטח החיצוניים של התא, מיקרוווילי יוצרים יחד את גבול התא

מסקנות

1. דופן התא, הפלסטידים וה-vacuole המרכזי טבועים רק בתאי הצמח.
2. ליזוזומים, centrioles, microvilli נמצאים בעיקר רק בתאים של אורגניזמים של בעלי חיים.
3. כל שאר האברונים אופייניים לתאי צמחים ובעלי חיים כאחד.

מבנה קרום התא

קרום התא ממוקם מחוץ לתא, תוחם את האחרון מהאו החיצוני סביבה פנימיתאורגניזם. הוא מבוסס על הפלזמה (קרום התא) ומרכיב הפחמימות-חלבון.

פונקציות דופן תא:

- שומר על צורת התא ומעניק חוזק מכני לתא ולאורגניזם בכללותו;
- מגן על התא מפני נזק מכניוחדירת תרכובות מזיקות לתוכו;
- מבצע זיהוי של אותות מולקולריים;
- מסדיר את חילופי החומרים בין התא לסביבה;
- מבצע אינטראקציה בין תאית באורגניזם רב תאי.

פונקציית דופן התא:

- מייצג מסגרת חיצונית - מעטפת מגן;
- מספק הובלה של חומרים (מים, מלחים, מולקולות רבות חומר אורגני).

השכבה החיצונית של תאי בעלי חיים, בניגוד לדפנות התא של צמחים, היא דקה ואלסטית מאוד. הוא אינו נראה במיקרוסקופ אור ומורכב ממגוון רחב של פוליסכרידים וחלבונים. שכבת פני השטח של תאי בעלי חיים נקראת גליקוקליקס, מבצע את הפונקציה של חיבור ישיר של תאי בעלי חיים עם הסביבה החיצונית, עם כל החומרים הסובבים אותה, אינו ממלא תפקיד תומך.

מתחת לגליקוקאליקס של החיה ודופן התא של התא הצמחי, יש קרום פלזמה הגובל ישירות בציטופלזמה. קרום הפלזמה מכיל חלבונים ושומנים. הם מסודרים בצורה מסודרת עקב אינטראקציות כימיות שונות זו עם זו. מולקולות ליפידים בממברנת הפלזמה מסודרות בשתי שורות ויוצרות דו-שכבה שומנית רציפה. מולקולות חלבון אינן יוצרות שכבה רציפה, הן ממוקמות בשכבת השומנים, צוללות לתוכה בעומקים שונים. מולקולות של חלבונים ושומנים ניידות.

פונקציות של קרום הפלזמה:

- יוצר מחסום המפריד בין התוכן הפנימי של התא סביבה חיצונית;
- מספק הובלה של חומרים;
- מספק תקשורת בין תאים ברקמות של אורגניזמים רב-תאיים.

כניסת חומרים לתא

פני התא אינם רציפים. בממברנה הציטופלזמית ישנם חורים זעירים רבים - נקבוביות שדרכם, עם או בלי עזרה של חלבונים מיוחדים, יכולים לחדור לתא יונים ומולקולות קטנות. בנוסף, כמה יונים ומולקולות קטנות יכולים להיכנס לתא ישירות דרך הממברנה. כניסת היונים והמולקולות החשובות ביותר לתא אינה דיפוזיה פסיבית, אלא הובלה אקטיבית, הדורשת אנרגיה. הובלת חומרים היא סלקטיבית. החדירות הסלקטיבית של קרום התא נקראת חדירות למחצה.

דֶרֶך פגוציטוזיסבתוך התא נכנסים: מולקולות גדולות של חומרים אורגניים, כגון חלבונים, פוליסכרידים, חלקיקי מזון, חיידקים. Phagocytosis מתבצעת בהשתתפות קרום הפלזמה. במקום בו פני התא באים במגע עם חלקיק של חומר צפוף כלשהו, ​​הממברנה מתגמשת, יוצרת שקע ומקיפה את החלקיק, אשר ב"קפסולת הממברנה" שקוע בתוך התא. נוצר ואקוול עיכול, ובו מתעכלים חומרים אורגניים שנכנסו לתא.

על ידי phagocytosis, אמבה, ciliates, לויקוציטים של בעלי חיים ואדם להאכיל. לויקוציטים סופגים חיידקים, כמו גם מגוון חלקיקים מוצקים שנכנסים בטעות לגוף ובכך מגנים עליו מפני חיידקים פתוגניים. דופן התא של צמחים, חיידקים ואצות כחולות ירוקות מונעת פגוציטוזיס, ולכן מסלול זה של חומרים הנכנסים לתא אינו מתממש בהם.

טיפות נוזל המכילות חומרים שונים במצב מומס ומרחף חודרות לתא גם דרך קרום הפלזמה, תופעה זו נקראה פינוציטוזה. תהליך ספיגת הנוזלים דומה לפאגוציטוזה. טיפת נוזל טבולה בציטופלזמה ב"חבילת ממברנה". חומרים אורגניים הנכנסים לתא יחד עם מים מתחילים להתעכל בהשפעת אנזימים הכלולים בציטופלזמה. פינוציטוזיס נפוץ בטבע ומתבצע על ידי התאים של כל בעלי החיים.

III. איחוד החומר הנלמד

בשביל איזה שניים קבוצות גדולותהאם כל האורגניזמים מחולקים לפי מבנה הגרעין?
אילו אברונים נמצאים רק בתאי הצמח?
אילו אברונים נמצאים רק בתאי בעלי חיים?
מה ההבדל בין מבנה דופן התא של צמחים ובעלי חיים?
מהן שתי הדרכים שבהן חומרים נכנסים לתא?
מהי החשיבות של פגוציטוזיס עבור בעלי חיים?

מבנה תא צמחי נחקר על ידי המדע - פיזיולוגיה של הצמח. תָאהיא היחידה המבנית הבסיסית ירקות, ו אורגניזם של בעלי חיים. זהו החלק הקטן ביותר באורגניזם שיש לו תכונות של חיים

צמחים חד-תאיים ורב-תאיים

לאכול צמחים חד-תאיים ורב-תאיים. הראשונים כוללים חלק המורכבים מתא אחד בלבד, ובמקרה זה תא כזה נושא את כל הפונקציות הטבועות בו.

צמחים רב-תאיים אינם סכום פשוטתאים, ו אורגניזם בודד שבו הם נוצרים בדים שוניםואיברים המקיימים אינטראקציה זה עם זה.

אלמנטים מבניים של תא צמחי

תאי צמחיםמגוונים מאוד הן בגודל והן בצורתם, והן בתפקודים שהם מבצעים, אבל בעצם מורכבים מאותם חלקים.

המבנה של תא צמחים בוגר

1. - צדף,
2. - צלחת אמצעית
3. - בין תאי
4. - plasmodesmata,
5. - פלזמהלמה,
6. - טונופלסט,
7. - ואקואול,
8. - ציטופלזמה,
9. - טיפת שמן
10. - מיטוכונדריה,
11. - כלורופלסט,
12. - גרנה בכלורופלסט
13. - דגן עמילן בכלורופלסט,
14. - הליבה,
15. - מעטפת גרעין,
16. - גרעין,
17. - כרומטין.

כל מבוגר תא חיכולל:

• פגזים,
• פּרוֹטוֹפּלָסמָה,
• ואקוולים.

צדףנותן לתא הצמח צורה מסוימת. מתחת לקליפה נמצא פּרוֹטוֹפּלָסמָה, בדרך כלל לחוץ בחוזקה לקליפה. החלק המרכזי של התא הוא vacuoleמלא במוהל תאים. לתאים צעירים אין ואקוולים והפרוטופלסמה ממלאת את כל חלל התא.

הבה נבחן ביתר פירוט את המבנה של תא צמחי, לשם כך נתאר את כל חלקיו המרכיבים.

פּרוֹטוֹפּלָסמָה

פּרוֹטוֹפּלָסמָה- זה חומר חיאורגניזם; לזרום בו התגובות המורכבות ביותרחילופים האופייניים לחיים.

בפרוטופלזמה יש מספר רב של סרטי ממברנה, שבהיווצרותם תפקיד חשוב לתרכובות של חלבונים עם פוספטידים (חומרים דמויי שומן). בשל נוכחותם של ממברנות, לפרוטופלזמה יש משטחים פנימיים ענקיים, עליהם מתרחשים במהירות גבוהה תהליכי הספיחה (ספיגה) והספיגה (שחרור) של חומרים ותנועתם.

מספר רב של ממברנות המפרידות בין תכולת התא מאפשר לחומרים השונים בתא לא להתערבב ולנוע בו זמנית בכיוונים מנוגדים.

למרות זאת מאפיינים פיזיקוכימייםממברנות אינן יציבות; הם משתנים ללא הרף בהתאם לתנאים פנימיים וחיצוניים, מה שמאפשר ויסות עצמי של תהליכים ביוכימיים.

הרכב כימי של פרוטופלזמה

הרכב כימי של פרוטופלזמהמאוד מסובך. הוא מורכב מתרכובות אורגניות ואי-אורגניות במצבים קולואידים ומומסים כאחד.

חפץ נוח ללימוד תרכובת כימיתפרוטופלזמה היא הפלסמודיום של phycomycetes, שהיא פרוטופלזמה עירומה ללא קליפה.

להלן ההרכב הכולל של הפרוטופלזמה של phycomycetes (באחוזים מהמשקל היבש):

חומרים אורגניים מסיסים במים………………………………………………………… 40.7

מתוכם: סוכר……………………………………………………………………………………………………….. 14.2
חלבונים …………………………………………………………………………………………………………………………………. 22
חומצות אמינו, בסיסים אורגניים ותרכובות חנקן אחרות... 24.3

חומרים אורגניים בלתי מסיסים במים ………………………………………….. 55.9

מתוכם: נוקלאופרוטאין ………………………………………………………………………………………….. 32.2
חומצות גרעין חופשיות ………………………………………………………………….. 2.5
גלובולינים (חלבונים פשוטים) ……………………………………………………………………………………………… 0.5
ליפופרוטאינים……………………………………………………………………………………………………………… 4.8
שומנים ניטרליים………………………………………………………………………………………………… 6.8
פיטוסטרולים (אלכוהולים במשקל מולקולרי גבוה) …………………………………………………………. 3.2
פוספטידים……………………………………………………………………………………………………………………….. 1.3
חומרים אורגניים אחרים…………………………………………………………………………………………. 4.6

חומרים מינרליים………………………………………………………………………………………….. 3.4

ההרכב הכימי של הפרוטופלזמה קרוב לזה שניתן לעיל, אך הוא עשוי להשתנות בהתאם למין, גיל ואיבר הצמח.

הפרוטופלזמה מכילה עד 80% מים (בפרוטופלזמה של זרעים רדומים - 5-15%). זה מחלחל לכל המערכת הקולואידית של הפרוטופלזמה, בהיותו שלה אלמנט מבני. בפרוטופלזמה כל הזמן תגובה כימית, שעבורו המגיבים חייבים להיות בתמיסה.

ציטופלזמה

החלק העיקרי של הפרוטופלזמה הוא ציטופלזמה, המייצג את התוכן הנוזלי למחצה של התא וממלא את החלל הפנימי שלו.

הציטופלזמה מכילה את הגרעין, הפלסטידים, המיטוכונדריה (כונדריוזומים), הריבוזומים ומנגנון הגולגי.

הממברנה החיצונית של הציטופלזמה, הגובלת עם קרום התא, נקראת פלזמהלמה. הפלזמלמה עוברת בקלות מים ויונים רבים, אך שומרת על מולקולות גדולות.

בגבול הציטופלזמה עם הוואקוולה נוצרת גם קרום הנקרא טונופלסט.

בציטופלזמה נמצא הרטיקולום האנדופלזמי, שהוא מערכת של ממברנות מסועפות המחוברות לממברנה החיצונית. הממברנות של הרשת האנדופלזמית יוצרות תעלות והרחבות, שעל פניהן מתרחשות כל התגובות הכימיות.

המאפיינים החשובים ביותר של הציטופלזמה הם צמיגות וגמישות. צמיגות הציטופלזמה משתנה בהתאם לטמפרטורה: עם עלייה בטמפרטורה, הצמיגות יורדת ולהפך, עם ירידה היא עולה. עם צמיגות גבוהה, חילוף החומרים בתא יורד, עם נמוך הוא עולה.

האלסטיות של הציטופלזמה מתבטאת ביכולתה לחזור לצורתה המקורית לאחר דפורמציה, דבר המעיד על מבנה מסוים של הציטופלזמה.

הציטופלזמה מסוגלת לתנועה, אשר קשורה קשר הדוק לתנאי הסביבה. בסיס התנועה הוא ההתכווצות של החלבונים של הציטופלזמה של התאים. עלייה בטמפרטורה מאיצה את תנועת הציטופלזמה, היעדר חמצן עוצר אותה. ככל הנראה, תנועת הציטופלזמה קשורה קשר הדוק עם הטרנספורמציה של חומרים ואנרגיה בצמח.

היכולת של הציטופלזמה להגיב תנאים חיצונייםוההסתגלות אליהם נקראת עצבנות.

נוכחות של עצבנות מאפיינת אורגניזם חי. התגובה של הציטופלזמה להשפעות של טמפרטורה, אור ולחות מחייבת הוצאת אנרגיה, המשתחררת בזמן הנשימה. עלים של מימוזה מבוישת גירוי מכנימצטברים במהירות, אבל עם חזרה תכופה של גירוי, הם מפסיקים להגיב אליו; נראה שהאחרון נובע מחוסר אנרגיה. העצבנות של הציטופלזמה היא הבסיס לכל סוגי התנועה ותופעות אחרות של פעילות חיונית של צמחים.

הליבה

הליבה- האברון החשוב והגדול ביותר של התא. גודל הגרעין תלוי בסוג הצמח ובמצב התא (ב צמחים גבוהים יותרבממוצע בין 5 ל-25 מיקרון). צורת הגרעין היא לרוב כדורית, בתאים מוארכים היא אליפסה.

לתא חי יש בדרך כלל רק גרעין אחד, אבל בצמחים גבוהים יותר הוא חזק תאים מוארכים(ממנו נוצרים סיבי באסט) מכילים מספר גרעינים. בתאים צעירים שאין להם ואקוול, הגרעין תופס בדרך כלל מיקום מרכזי, במבוגרים, עם היווצרות ואקואולים, הוא מועבר לפריפריה.

הגרעין הוא מערכת קולואידלית, אך צמיג יותר מהציטופלזמה. הוא שונה מהציטופלזמה בהרכב הכימי; הגרעין מכיל חלבונים בסיסיים וחומציים ואנזימים שונים, כמו גם מספר רב של חומצות גרעין, חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) וחומצה ריבונוקלאית (RNA). ה-DNA שולט בגרעין ואינו נמצא בדרך כלל בציטופלזמה.

הגרעין מופרד מהציטופלזמה על ידי קליפה דקה, או קרום גרעיני, שבו יש חורים - נקבוביות. החילוף בין הגרעין לציטופלזמה מתרחש דרך הנקבוביות. מתחת לממברנה נמצא המיץ הגרעיני, שבו טבולים נוקלאולי וכרומוזומים אחד או יותר. הגרעין מכיל חומצה ריבונוקלאית (RNA), המעורבת בסינתזת חלבונים וחלבונים המכילים זרחן.

הגרעין לוקח חלק בכל תהליכי החיים של התא; כאשר הוא מוסר, התא מת.

פלסטידים

פלסטידיםנמצא רק בתאי צמחים. הם נראים בבירור במיקרוסקופ קונבנציונלי, מכיוון שהם צפופים יותר ושוברים אור בצורה שונה מהציטופלזמה.
בתא צמחים בוגר, 3 סוגים של פלסטידים מובחנים:

• כלורופלסטים הם בצבע ירוק
• כרומופלסטים הם צהובים או כתומים,
• לויקופלסטים הם חסרי צבע.

גודל הפלסטידים תלוי בסוג הצמח ונע בין 3-4 ל-15-30 מיקרון. Leukoplasts הם בדרך כלל קטנים יותר מכלורופלסטים וכרומופלסטים.

מיטוכונדריה

המיטוכונדריה נמצאות בכל התאים החיים וממוקמות בציטופלזמה. צורתם מגוונת מאוד וניתנת לשינוי, הגדלים הם 0.2-5 מיקרון. מספר המיטוכונדריות בתא נע בין עשרות לכמה אלפים. הם צפופים יותר מהציטופלזמה ובעלי הרכב כימי שונה; הם מכילים 30-40% חלבון, 28-38% ליפואידים ו-1-.6% חומצה ריבונוקלאית.

המיטוכונדריה נעות בתא יחד עם הציטופלזמה, אך בתאים מסוימים, כנראה, הן מסוגלות גם לתנועה עצמאית. תפקיד המיטוכונדריה במטבוליזם של התא חשוב מאוד.

המיטוכונדריה הם המרכזים שבהם מתרחשת הנשימה ויצירת קשרים מאקרו-אירגיים הכלולים בחומצה טריפוספורית אדנוזין (ATP) ובעלי אספקה ​​גדולה של אנרגיה (עמ' 70, 94-96).

שחרור והעברת האנרגיה המתקבלת מתרחשים עם ההשתתפות מספר גדולאנזימים המצויים במיטוכונדריה.

מערכת גולג'י

בציטופלזמה הוא מערכת גולג'י, שצורתו שונה בתאים שונים. זה יכול להיות בצורה של דיסקים, מקלות, גרגרים. למנגנון גולגי חללים רבים המוקפים בקרום דו-שכבתי. תפקידו מצטמצם להצטברות והוצאה מהתא חומרים שוניםהמיוצר על ידי התא.

ריבוזומים

ריבוזומים- אלו חלקיקים תת-מיקרוסקופיים בעלי צורה של גרגרים בגודל של עד 0.015 מיקרון. ריבוזומים מכילים הרבה חלבון (עד 55%) והם עשירים בחומצה ריבונוקלאית (35%), שהיא 65% מכלל החומצה הריבונוקלאית (RNA) בתא.

חלבונים מסונתזים בריבוזומים מחומצות אמינו, מה שמתאפשר רק בנוכחות RNA. ריבוזומים נמצאים בציטופלזמה, בגרעין, בפלסידים ואולי במיטוכונדריה.

הרכב כימי של אברונים. כיום, הודות ליצירת צנטריפוגות בעלות מהירות סיבוב עצומה (עשרות אלפי סיבובים בדקה), ניתן להפריד חלקים שונים בתא זה מזה, שכן יש להם משקל סגולי שונה. לכן, אפשר היה ללמוד תכונות ביוכימיותכל חלק בתא.

כדי להשוות את ההרכב הכימי של אברוני התא, אנו מציגים את הנתונים (טבלה 1).

הרכב כימי של אברוני התא הצמחי
(ב-% מהחומר היבש)

אורגנואיד	סנאים	ליפואידים	חומצות גרעין	הערה
ציטופלזמה	80-95	2-3	1-2	רובחומצות גרעין - DNA
גרעינים	50-80	8-40	10-30
פלסטידים	30-45	20-40	0,5-3,0
מיטוכונדריה	30-40	25-38	1-6
ריבוזומים	50-57	3-4	35

דופן תא

מאפיין אופייני לתא צמחי הוא נוכחות של קליפה חזקה, המעניקה לתא צורה מסוימת ומגינה על הפרוטופלזמה מפני נזק. הקליפה יכולה לגדול רק בהשתתפות פרוטופלזמה. דופן תאתאים צעירים מורכבים בעיקר מתאית (סיבים), המיצלולוזות וחומרי פקטין.

מולקולות תאית נראות כמו שרשראות ארוכות שנאספות במיסלים, מיקומן אינו זהה בתאים שונים. בפשתן, קנבוס וסיבים אחרים, שהם תאים מוארכים, מיצלות תאית ממוקמות לאורך התא בזווית מסוימת. בתאים בעלי אותו קוטר, מיסלים מסודרים לכל הכיוונים בצורה של רשת. החללים הבין-תאיים של הקליפה מכילים מים.

במהלך חייו של אורגניזם צמחי יכולים להתרחש שינויים במבנה קרום התא: הקליפה יכולה להתעבות ולהשתנות כימית. ההתעבות של הקליפה מגיעה מבפנים עקב הפעילות החיונית של הפרוטופלזמה, והיא אינה מתרחשת לאורך משטח פנימיתאים; תמיד נשארים מקומות לא מעובים - נקבוביות המורכבות רק ממעטפת תאית דקה.

דרך הנקבוביות הממוקמות בתאים שכנים זה מול זה, עוברים החוטים הדקים ביותרציטופלזמה - plasmodesmata, שבזכותה מתבצעת החלפה בין תאים. עם זאת, עם עיבוי חזק מאוד של הממברנות, חילוף החומרים נעשה קשה מאוד, מעט מאוד פרוטופלזמה נשארת בתא, ותאים כאלה מתים, למשל, סיבי הבאסט של פשתן וקנבוס.

שינויים כימיים יכולים להתרחש גם בממברנת התא, בהתאם לאופי של רקמת צמחים. קוטיניזציה מתרחשת ברקמות האינטגומנטריות - האפידרמיס. במקביל, בחללים הבין-תאיים של מעטפת התאית מצטבר קוטין - חומר דמוי שומן שקשה לחדור לגזים ומים.

עם זאת, cutinization אינו מוביל למוות של תאים, שכן משקעי קוטין אינם מכסים את כל פני התא. בתאים של רקמת המוח, רק הקיר החיצוני הוא cutinized, ויוצר את מה שנקרא cuticle.

סוברין, חומר פקק, גם דמוי שומן ואטום למים וגזים, יכול להיות מושקע גם בקרום התא. שקיעת סוברין, או סוברין, מתרחשת במהירות על פני כל פני הממברנה, דבר זה משבש את חילופי התא ומוביל למותו. תיתכן גם ליגניפיקציה של הקליפה. במקרה זה, הוא ספוג בליגנין, מה שמוביל להפסקת צמיחת התאים, ומאוחר יותר, עם ליגניפיקציה חזקה יותר, למותו.

מוהל תאים

תא צמח צעיר מתמלא לחלוטין בפרוטופלזמה, אך ככל שהתא גדל, ואקוולים מתמלאים ב מוהל תאים. Vacuoles מופיעים לראשונה במספרים גדוליםבצורה של טיפות קטנות, ואז ואקואולים בודדים מתחילים להתמזג לאחד מרכזי והפרוטופלסמה נדחקת חזרה לדפנות התא.

מדענים ממקמים את תא החי כחלק העיקרי בגופו של נציג ממלכת החיות - חד תאי ורב תאי כאחד.

הם אוקריוטיים, עם גרעין אמיתי ומבנים מיוחדים - אברונים המבצעים פונקציות מובחנות.

לצמחים, לפטריות ולפרוטיסטים יש תאים אאוקריוטיים; לחיידקים ולארכיאה יש תאים פרוקריוטיים פשוטים יותר.

המבנה של תא חיה שונה מתא צמחי. לתא חיה אין קירות או כלורופלסטים (אברונים שמבצעים).

ציור תאים של בעלי חיים עם כיתובים

התא מורכב מאברונים מיוחדים רבים המבצעים פונקציות שונות.

לרוב, הוא מכיל את רוב, לפעמים את כל, סוגי האברונים הקיימים.

אברונים עיקריים ואברונים של תא חיה

אברונים ואורגנואידים הם ה"איברים" האחראים על תפקודו של מיקרואורגניזם.

הליבה

הגרעין הוא המקור לחומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA), החומר הגנטי. DNA הוא המקור ליצירת חלבונים השולטים במצב הגוף. בגרעין, גדילי DNA עוטפים בחוזקה חלבונים מיוחדים מאוד (היסטונים) ליצירת כרומוזומים.

הגרעין בוחר גנים על ידי שליטה בפעילות ובתפקוד של יחידת הרקמה. בהתאם לסוג התא, הוא מכיל קבוצה שונה של גנים. DNA נמצא באזור הנוקלואיד של הגרעין שבו נוצרים ריבוזומים. הגרעין מוקף בממברנה גרעינית (קריולמה), דו-שכבה שומנית כפולה המפרידה בינו לבין מרכיבים אחרים.

הגרעין מווסת את צמיחת התא וחלוקתו. כאשר נוצרים כרומוזומים בגרעין, המוכפלים בתהליך הרבייה ויוצרים שתי יחידות בת. אברונים הנקראים צנטרוזומים עוזרים לארגן את ה-DNA במהלך החלוקה. הגרעין מיוצג בדרך כלל ביחיד.

ריבוזומים

ריבוזומים הם האתר של סינתזת חלבון. הם נמצאים בכל יחידות הרקמה, בצמחים ובבעלי חיים. בגרעין, רצף ה-DNA המקודד לחלבון מסוים מועתק לגדיל RNA שליח חופשי (mRNA).

שרשרת ה-mRNA עוברת אל הריבוזום באמצעות RNA שליח (tRNA) והרצף שלה משמש לקביעת סידור חומצות האמינו בשרשרת המרכיבה את החלבון. ברקמת בעלי חיים, הריבוזומים ממוקמים באופן חופשי בציטופלזמה או מחוברים לממברנות של הרשת האנדופלזמית.

רשת אנדופלזמית

הרשת האנדופלזמית (ER) היא רשת של שקים קרומיים (בור מים) המשתרעים מהממברנה הגרעינית החיצונית. הוא משנה ומעביר חלבונים שנוצרו על ידי ריבוזומים.

ישנם שני סוגים של רטיקולום אנדופלזמי:

• גַרגִירִי;
• אגרנולרי.

ה-ER הגרגירי מכיל ריבוזומים מחוברים. ה-ER האגרניל נקי מריבוזומים מחוברים, משתתף ביצירת שומנים והורמונים סטרואידים ובהסרה של חומרים רעילים.

שלפוחיות

שלפוחיות הן כדורים קטנים של דו-שכבת השומנים המרכיבים את הממברנה החיצונית. הם משמשים להעברת מולקולות דרך התא מאברון אחד למשנהו, ומעורבים בחילוף החומרים.

שלפוחיות מיוחדות הנקראות ליזוזומים מכילות אנזימים המעכלים מולקולות גדולות (פחמימות, שומנים וחלבונים) לקטנות יותר לשימוש קל יותר על ידי הרקמה.

מערכת גולג'י

מנגנון הגולגי (קומפלקס גולגי, גוף גולגי) מורכב גם הוא מבורות מים לא מחוברים (בניגוד לרשת האנדופלזמית).

מנגנון גולגי מקבל חלבונים, ממיין אותם ואורז אותם לתוך שלפוחיות.

מיטוכונדריה

במיטוכונדריה מתרחש תהליך הנשימה התאית. סוכרים ושומנים מתפרקים ואנרגיה משתחררת בצורה של אדנוזין טריפוספט (ATP). ATP שולט על הכל תהליכים תאיים, המיטוכונדריה מייצרות תאי ATP. המיטוכונדריה מכונה לפעמים "גנרטורים".

ציטופלזמה של התא

הציטופלזמה היא הסביבה הנוזלית של התא. זה יכול לתפקד גם ללא ליבה, עם זאת, לזמן קצר.

ציטוסול

הציטוזול נקרא נוזל התא. הציטוסול וכל האברונים שבתוכו, למעט הגרעין, מכונים ביחד ציטופלזמה. הציטוזול הוא בעיקר מים ומכיל גם יונים (אשלגן, חלבונים ומולקולות קטנות).

ציטושלד

שלד הציטו הוא רשת של חוטים וצינורות המופצים ברחבי הציטופלזמה.

הוא מבצע את הפונקציות הבאות:

• נותן צורה;
• מספק כוח;
• מייצב רקמות;
• מתקן אברונים במקומות מסוימים;
• מחזות תפקיד חשובבאיתות.

ישנם שלושה סוגים של חוטים ציטושלדיים: מיקרופילמנטים, מיקרוטובולים וחוטי ביניים. מיקרופילמנטים הם האלמנטים הקטנים ביותר של השלד הציטוניים, בעוד המיקרוטובולים הם הגדולים ביותר.

קרום תא

קרום תאמקיף לחלוטין את תא החי, שאין לו דופן תא, בניגוד לצמחים. קרום התא הוא שכבה כפולה של פוספוליפידים.

פוספוליפידים הם מולקולות המכילות פוספטים המחוברים לגליצרול ולרדיקלים חומצות שומן. הם יוצרים באופן ספונטני ממברנות כפולות במים בשל תכונותיהם ההידרופיליות וההידרופוביות כאחד.

קרום התא חדיר באופן סלקטיבי - הוא מסוגל לאפשר למולקולות מסוימות לעבור. חמצן ופחמן דו חמצני עוברים בקלות, בעוד מולקולות גדולות או טעונות חייבות לעבור דרך תעלה מיוחדת בממברנה השומרת על הומאוסטזיס.

ליזוזומים

ליזוזומים הם אברונים המבצעים פירוק של חומרים. הליזוזום מכיל כ-40 אנזימים. מעניין לציין שהאורגניזם הסלולרי עצמו מוגן מפני השפלה במקרה של פריצת דרך של אנזימים ליזוזומליים לתוך הציטופלזמה; המיטוכונדריה שסיימו את תפקידיהן נתונות לפירוק. לאחר הפיצול נוצרים גופים שיוריים, ליזוזומים ראשוניים הופכים למשניים.

צנטרול

Centrioles הם גופים צפופים הממוקמים ליד הגרעין. מספר הצנטריולים משתנה, לרוב יש שניים. Centrioles מחוברים על ידי גשר אנדופלזמי.

איך נראה תא של בעלי חיים תחת מיקרוסקופ?

תחת מיקרוסקופ אופטי סטנדרטי, המרכיבים העיקריים נראים לעין. בשל העובדה שהם מחוברים באורגניזם המשתנה ללא הרף שנמצא בתנועה, יכול להיות קשה לזהות אברונים בודדים.

החלקים הבאים אינם מוטלים בספק:

• הליבה;
• ציטופלזמה;
• קרום תא.

הרזולוציה הגדולה של המיקרוסקופ, הכנה שהוכנה בקפידה וקצת תרגול יעזרו ללמוד את התא ביתר פירוט.

פונקציות צנטרול

הפונקציות המדויקות של הצנטריול נותרו לא ידועות. קיימת השערה רווחת שצנטריולים מעורבים בתהליך החלוקה, יוצרים את ציר החלוקה וקובעים את כיוונה, אך אין ודאות בעולם המדעי.

מבנה התא האנושי - ציור עם כיתובים

ליחידה של רקמת תא אנושי יש מבנה מורכב. האיור מציג את המבנים העיקריים.

לכל רכיב יש מטרה משלו, רק בקונגלומרט הם מבטיחים את תפקודו של חלק חשוב באורגניזם חי.

סימנים של תא חי

תא חי במאפייניו דומה ליצור חי בכללותו. הוא נושם, ניזון, מתפתח, מתחלק, מתרחשים תהליכים שונים במבנה שלו. ברור שדעיכה של תהליכים טבעיים לגוף פירושה מוות.

מאפיינים בולטים של תאי צמחים ובעלי חיים בטבלה

לתאי צמחים ובעלי חיים יש גם דמיון וגם הבדלים, המתוארים בקצרה בטבלה:

סִימָן	ירקות	בעל חיים
קבלת תזונה	אוטוטרופי. עושה פוטוסינתזה חומרים מזינים	הטרוטרופי. לא מייצר אורגני.
אחסון חשמל	ב-vacuole	בציטופלזמה
שמור פחמימה	עֲמִילָן	גליקוגן
מערכת רבייה	היווצרות מחיצה ביחידת האם	היווצרות היצרות ביחידת ההורים
מרכז תאים וצנטריולים	בצמחים נמוכים יותר	כל הסוגים
דופן תא	צפוף, שומר על צורתו	גמיש, מאפשר לך לשנות

המרכיבים העיקריים דומים עבור חלקיקי צמחים ובעלי חיים כאחד.

סיכום

תא החי הוא אורגניזם חי מורכב עם סימני היכר, פונקציות, מטרת הקיום. כל האברונים והאורגנואידים תורמים לתהליך החיים של מיקרואורגניזם זה.

חלק מהמרכיבים נחקרו על ידי מדענים, בעוד הפונקציות והתכונות של אחרים טרם התגלו.

תא -צורת הארגון העיקרית של חומר חי, היחידה היסודית של האורגניזם. זוהי מערכת רבייה עצמית המבודדת מהסביבה החיצונית ושומרת על ריכוז מסוים חומרים כימיים, אך במקביל מבצעת חילופי דברים מתמידים עם הסביבה.

תא - בסיסי יחידה מבניתאורגניזמים חד-תאיים, קולוניאליים ורב-תאיים. התא היחיד של אורגניזם חד תאי הוא אוניברסלי, הוא מבצע את כל הפונקציות הדרושות כדי להבטיח חיים ורבייה. באורגניזמים רב-תאיים, תאים מגוונים ביותר בגודלם, בצורתם ובמבנה הפנימי. מגוון זה קשור לחלוקת התפקודים שמבצעים תאים בגוף.

למרות המגוון העצום, תאי הצמח מאופיינים במבנה משותף – אלו הם תאים איקריוטי, שיש להם ליבה רשמית. מתאים של אוקריוטים אחרים - בעלי חיים ופטריות - הם נבדלים התכונות הבאות: 1) נוכחות של פלסטידים; 2) נוכחות של דופן תא, שהמרכיב העיקרי בה הוא תאית; 3) מערכת מפותחת של ואקוולים; 4) היעדר צנטריולים במהלך החלוקה; 5) צמיחה על ידי מתיחה.

הצורה והגודל של תאי הצמח מגוונים מאוד ותלויים במיקומם בגוף הצמח ובתפקידים שהם מבצעים. לתאים סגורים היטב יש לרוב צורה של רב-הדרונים, הנקבעת על ידי הלחץ ההדדי שלהם; בקטעים הם בדרך כלל נראים כמו 4 - 6 גונים. תאים שקוטרם זהה בערך בכל הכיוונים נקראים פרנכימלי. פרוזנכימלתאים נקראים מוארכים מאוד באורך, האורך עולה על רוחבם פי 5-6 או יותר. בניגוד לתאי בעלי חיים, לתאי צמחים בוגרים יש תמיד צורה קבועה, מה שמוסבר על ידי נוכחות של דופן תא נוקשה.

גודל התאים של רוב הצמחים נע בין 10 ל-100 מיקרון (לרוב 15-60 מיקרון), הם נראים רק במיקרוסקופ. תאים האוגרים מים וחומרי מזון הם בדרך כלל גדולים יותר. עיסת הפירות של אבטיח, לימון, תפוז מורכבת מתאי כה גדולים (מספר מילימטרים) שניתן לראותם בעין בלתי מזוינת. חלק מהתאים הפרוזנכימליים מגיעים לאורך ארוך מאוד. לדוגמה, סיבי הבסט של פשתן הם באורך של כ-40 מ"מ, וסרפד - 80 מ"מ, בעוד ערכם החתך נשאר בגבולות מיקרוסקופיים.

מספר התאים בצמח מגיע לערכים אסטרונומיים. אז, לעלה אחד של עץ יש יותר מ-100 מיליון תאים.

בתא צמחי ניתן להבחין בשלושה חלקים עיקריים: 1) פחמימה דופן תא, מקיף את התא מבחוץ; 2) פרוטופלסט- התוכן החי של התא, - נלחץ בצורה של שכבת דופן דקה למדי לדופן התא, ו-3) vacuole- חלל בחלק המרכזי של התא מלא בתוכן מימי - מוהל תאים. דופן התא וה-vacuole הם תוצרי הפסולת של הפרוטופלסט.

2.2. פרוטופלסט

פרוטופלסט- תוכן חי פעיל של התא. הפרוטופלסט הוא מבנה מורכב ביותר, המובחן למרכיבים שונים הנקראים אברונים (אברונים), שנמצאים בו כל הזמן, בעלי מבנה אופייני ומבצעים פונקציות ספציפיות ( אורז. 2.1). אברוני התא הם הליבה, פלסטידים, מיטוכונדריה, ריבוזומים, אנדופלזמי נֶטוֹ, מַנגָנוֹן גולגי, ליזוזומים, מיקרוגוף. האברונים שקועים בתוכם היאלופלזמהשמבטיח את האינטראקציה שלהם. היאלופלזמה עם אברונים מינוס הגרעין, הוא ציטופלזמהתאים. הפרוטופלסט מופרד מדופן התא על ידי קרום חיצוני פלזמהלמה, מה-vacuole - הממברנה הפנימית - טונופלסט. כל התהליכים המטבוליים העיקריים מבוצעים בפרוטופלסט.

אורז. 2.1. מבנה תא צמחי על פי מיקרוסקופ אלקטרונים: 1 - ליבה; 2 - מעטפת גרעינית; 3 - נקבובית גרעינית; 4 - גרעין; 5 - כרומטין; 6 - קריופלזמה; 7- דופן תא; 8 - פלזמהלמה; 9 - plasmodesmata; 10 - רטיקולום אנדופלזמי אגרני; 11 - רטיקולום אנדופלזמי גרגירי; 12 - מיטוכונדריה; 13 - ריבוזומים; 14 - ליזוזום; 15 - כלורופלסט; 16 - dictyosome; 17 - היאלופלזמה; 18 - טונופלסט; 19 - ואקוול.

ההרכב הכימי של הפרוטופלסט מורכב מאוד ומגוון. כל תא מאופיין בהרכבו הכימי בהתאם לתפקודים פיזיולוגיים. כיתות עיקריות חוּקָתִי, כלומר, התרכובות המרכיבות את הפרוטופלסט הן: מים (60-90%), חלבונים (40-50% מהמסה היבשה של הפרוטופלסט), חומצות גרעין (1-2%), שומנים (2-3% ), פחמימות ואחרות תרכובות אורגניות. הרכב הפרוטופלסט כולל גם חומרים אנאורגניים בצורת יונים של מלחים מינרליים (2-6%). חלבונים, חומצות גרעין, שומנים ופחמימות מסונתזים על ידי הפרוטופלסט עצמו.

בנוסף לחומרים חוקתיים, התא מכיל נוֹסָףחומרים (לא נכללים באופן זמני מחילוף החומרים) ו אַשׁפָּה(תוצרים סופיים). חומרי חילוף ופסולת קיבלו שם כללי ארגסטיחומרים. חומרים ארגסטיים, ככלל, מצטברים במוהל התא של ואקוולים בצורה או צורה מומסת הַכלָלָה- חלקיקים בצורת נראים במיקרוסקופ אור. חומרים ארגסטיים כוללים בדרך כלל חומרים של סינתזה משנית שנחקרו במהלך הפרמקוגנוזה - טרפנואידים, אלקלואידים, תרכובות פוליפנוליות.

מבחינת תכונות פיזיקליות, הפרוטופלסט הוא תמיסה קולואידית רב-פאזית (צפיפות 1.03-1.1). בדרך כלל מדובר בהידרוסול, כלומר. מערכת קולואידית עם דומיננטיות של מדיום הפיזור - מים. בתא חי, התוכן של הפרוטופלסט ממוקם ב בתנועה מתמדת, ניתן לראות אותו תחת מיקרוסקופ על ידי תנועה של אברונים ותכלילים. תנועה יכולה להיות סיבובית(בכיוון אחד) או מפוספס(כיוון הזרמים בגדילים שונים של הציטופלזמה שונה). הזרם הציטופלזמי נקרא גם ציקלוזיס. זה מספק הובלה טובה יותר של חומרים ומקדם אוורור תאים.

ציטופלזמה- חלק חובה בתא חי, שבו מתרחשים כל תהליכי המטבוליזם התאי, למעט סינתזה של חומצות גרעין, המתרחשת בגרעין. הבסיס של הציטופלזמה הוא שלה מַטרִיצָה, או היאלופלזמה, שבו משובצים האברונים.

היאלופלזמה- מערכת קולואידית מורכבת חסרת צבע ושקופה אופטית, היא קושרת את כל האברונים הטבולים בה, ומבטיחה את האינטראקציה ביניהם. Hyaloplasm מכיל אנזימים ומעורב באופן פעיל ב חילוף חומרים תאי, כגון תהליכים ביוכימיים, כמו גליקוליזה, סינתזה של חומצות אמינו, סינתזה של חומצות שומן ושמנים וכו' הוא מסוגל לתנועה אקטיבית ומעורב בהובלה תוך תאית של חומרים.

חלק ממרכיבי החלבון המבניים של ההיאלופלזמה יוצר אגרגטים על-מולקולריים עם סידור מסודר בקפדנות של מולקולות - מיקרוטובוליםו מיקרופילמנטים. מיקרוטובוליםהם מבנים גליליים דקים בקוטר של כ-24 ננומטר ואורך של עד מספר מיקרומטרים. הקיר שלהם מורכב מתת-יחידות טובולין כדוריות מסודרות בצורה ספירלית. מיקרו-צינוריות מעורבות בכיוון של מיקרו-סיבי התאית של דופן התא שנוצרו על ידי הפלזמה, בהובלה תוך תאית ובשמירה על צורת הפרוטופלסט. מתוכם, סיבי ציר נוצרים במהלך מיטוזה, דגלים וריסים. מיקרופילמנטיםהם חוטים ארוכים בעובי 5-7 ננומטר, המורכבים מהחלבון המתכווץ אקטין. בהיאלופלזמה הם יוצרים צרורות - סיבים ציטופלסמיים, או לובשים צורה של רשת תלת מימדית, הנצמדת לפלסמה, פלסטידים, אלמנטים של הרשת האנדופלזמית, ריבוזומים, מיקרוטובולים. מאמינים כי על ידי התכווצות, המיקרופילמנטים מייצרים את תנועת ההיאלופלסמה ואת התנועה המכוונת של האברונים המחוברים אליהם. השילוב של microtubules ו microfilaments הוא ציטושלד.

מבנה הציטופלזמה מבוסס על בִּיוֹלוֹגִי ממברנות- הסרטים הדקים ביותר (4-10 ננומטר) הבנויים בעיקר מפוספוליפידים וחלבונים - ליפופרוטאינים. מולקולות ליפידים מהוות את הבסיס המבני של ממברנות. הפוספוליפידים מסודרים בשתי שכבות מקבילות באופן שהחלקים ההידרופיליים שלהם מכוונים החוצה, ב סביבה מימית, ושאריות הידרופוביות של חומצות שומן - בפנים. חלק ממולקולות החלבון ממוקמות בשכבה לא רציפה על פני מסגרת השומנים בצד אחד או משני הצדדים, חלקן טובלות במסגרת זו וחלקן עוברות דרכה ויוצרות "נקבוביות" הידרופיליות בממברנה ( אורז. 2.2). רוב חלבוני הממברנה מיוצגים על ידי אנזימים שונים.

אורז. 2.2. ערכת המבנה של ממברנה ביולוגית : ב- מולקולת חלבון; flהיא מולקולת פוספוליפידים.

ממברנות הן המרכיבים החיים של הציטופלזמה. הם תוחמים את הפרוטופלסט מהסביבה החוץ-תאית, יוצרים את הגבול החיצוני של האברונים ומשתתפים ביצירת המבנה הפנימי שלהם, מהווים במובנים רבים נושאי תפקידיהם. תכונה אופיינית של ממברנות היא הבידוד שלהם, ההמשכיות - הקצוות שלהם לעולם אינם פתוחים. בחלק מהתאים הפעילים במיוחד, ממברנות יכולות להוות עד 90% מהחומר היבש של הציטופלזמה.

אחד הנכסים המרכזיים ממברנות ביולוגיות- שלהם אלקטורלי חֲדִירוּת(חצי חדירות): חלק מהחומרים עוברים דרכם בקושי או לא עוברים כלל (תכונת מחסום), אחרים חודרים בקלות. החדירות הסלקטיבית של הממברנות יוצרת את האפשרות לחלק את הציטופלזמה לתאים מבודדים - תאים- הרכב כימי שונה, שבו תהליכים ביוכימיים שונים יכולים להתרחש בו-זמנית וללא תלות זה בזה, לרוב הפוכים בכיוון.

ממברנות הגבול של הפרוטופלסט הן פלזמהלמה- קרום פלזמה ו טונופלסט- קרום ואקוולרי. Plasmalemma - הממברנה החיצונית, פני השטח של הציטופלזמה, בדרך כלל צמודה בחוזקה לדופן התא. זה מווסת את חילוף החומרים של התא סביבה, קולט גירויים וגירויים הורמונליים, מתאם את הסינתזה וההרכבה של מיקרו-סיבי תאית של דופן התא. הטונופלסט מווסת את חילוף החומרים בין הפרוטופלסט לבין מוהל התא.

ריבוזומים- גרגירים קטנים (כ-20 ננומטר), כמעט כדוריים, המורכבים מריבונוקלאופרוטאין - קומפלקסים של RNA וחלבונים מבניים שונים. הם אברוני התא האוקריוטיים היחידים שאין להם ממברנות. ריבוזומים ממוקמים בציטופלזמה של התא באופן חופשי, או שהם מחוברים לממברנות של הרשת האנדופלזמית. כל תא מכיל עשרות ומאות אלפי ריבוזומים. ריבוזומים ממוקמים בנפרד או בקבוצות של 4-40 ( פוליריבוזומים, או פוליזומים), שבו ריבוזומים בודדים מחוברים ביניהם על ידי מולקולת RNA שליח חוטי הנושאת מידע על מבנה החלבון. ריבוזומים (ליתר דיוק, פוליזומים) הם מרכז סינתזת החלבון בתא.

הריבוזום מורכב משתי יחידות משנה (גדולות וקטנות) המחוברות ביניהן על ידי יוני מגנזיום. יחידות משנה נוצרות בגרעין, כלומר בגרעין, הרכבת הריבוזומים מתבצעת בציטופלזמה. ריבוזומים נמצאים גם במיטוכונדריה ובפלסטידים, אך גודלם קטן יותר ומתאים לגודל הריבוזומים באורגניזמים פרוקריוטיים.

רטיקולום אנדופלזמי (אנדופלזמי רשתית)היא רשת תלת מימדית מסועפת של תעלות, שלפוחיות ובורות מים, מוגבלת על ידי ממברנות, החודרות אל ההיאלופלזמה. הרטיקולום האנדופלזמי בתאים המסנתזים חלבונים מורכב ממברנות הנושאות משטח חיצוניריבוזומים. טופס זה נקרא גַרגִירִי, או עצבני (אורז. 2.1). רטיקולום אנדופלזמי שאין לו ריבוזומים נקרא אגרנולרי, או חלק. הרשת האנדופלזמית האגרנולרית לוקחת חלק בסינתזה של שומנים ותרכובות ליפופיליות אחרות (שמנים אתריים, שרפים, גומי).

הרשת האנדופלזמית מתפקדת כמערכת התקשורת של התא ומשמשת להובלת חומרים. רטיקולומים אנדופלזמיים של תאים שכנים מחוברים דרך גדילים ציטופלזמיים - plasmodesmataשעוברים דרך קירות התא. הרשת האנדופלזמית היא מרכז היווצרות וצמיחה של ממברנות התא. זה מוליד רכיבי תאים כמו ואקוולים, ליזוזומים, דיקטיוזומים, מיקרוגופים. דרך הרשת האנדופלזמית מתבצעת אינטראקציה בין האברונים.

מערכת גולג'ינקרא על שמו של המדען האיטלקי ק. גולגי, שתיאר אותו לראשונה בתאי בעלי חיים. בתאי צמחים, מנגנון גולגי מורכב מיחידים דיקטיוזום, או גוף גולג'יו שלפוחית ​​גולגי. כל דיקטיוזום הוא ערימה של 5-7 בורות מים מעוגלים שטוחים או יותר בקוטר של כ-1 מיקרומטר, תחום בקרום ( אורז. 2.3).לאורך הקצוות, דיקטוזומים עוברים לעתים קרובות למערכת של צינורות מסועפים דקים. מספר הדיקטיוזומים בתא משתנה מאוד (בין 10-50 לכמה מאות) בהתאם לסוג התא ולשלב התפתחותו. שלפוחיות גולגי בקטרים ​​שונים מתנתקות מקצוות בורות הדיקטיוזומים או מקצוות הצינורות והולכות בדרך כלל לכיוון הפלזמהלמה או ה-vacuole.

אורז. 2.3. תרשים סכמטי של מבנה הדיקטיוזום.

דיקטיוזומים הם מרכזי הסינתזה, הצטברות ושחרור של פוליסכרידים, בעיקר חומרי פקטין והמיצלולוזות של מטריצת דופן התא והריר. שלפוחיות Golgi מעבירות פוליסכרידים לפלסמה. מנגנון הגולגי מפותח במיוחד בתאים המפרישים באופן אינטנסיבי פוליסכרידים.

ליזוזומים-אברונים המופרדים מההיאלופלזמה על ידי ממברנה ומכילים אנזימים הידרוליטים המסוגלים להרוס תרכובות אורגניות. ליזוזומים של תאי צמחים הם ואקוולים ציטופלזמיים קטנים (0.5-2 מיקרון) ושלפוחיות - נגזרות של הרשת האנדופלזמית או מנגנון הגולגי. הפונקציה העיקרית של הליזוזומים היא מקומית אוטוליזה- הרס של חלקים בודדים של הציטופלזמה של התא עצמו, המסתיים ביצירת ואקוול ציטופלזמי במקומו. אוטוליזה מקומית בצמחים היא בעיקר ערך מגן: עם חוסר זמני של חומרים מזינים, התא יכול להישאר בר קיימא על ידי עיכול חלק מהציטופלזמה. תפקיד נוסף של הליזוזומים הוא הסרה של אברונים תאיים שחוקים או עודפים, וכן ניקוי חלל התא לאחר מותו של הפרוטופלסט שלו, למשל, במהלך היווצרות אלמנטים מוליכים מים.

מיקרוגוף- אברונים כדוריים קטנים (0.5-1.5 מיקרון) המוקפים בממברנה אחת. בפנים יש מטריצה ​​צפופה עדינה המורכבת מאנזימי חיזור. המפורסם ביותר מבין המיקרוגופים גליאוקסיזומיםו פרוקסיסומים. גליאוקסיזומים מעורבים בהפיכת שמנים שומניים לסוכרים, המתרחשת במהלך נביטת זרעים. בפרוקסיזומים מתרחשות תגובות של נשימה קלה (פוטו-נשימה), בעוד שתוצרי הפוטוסינתזה מתחמצנים בהם עם יצירת חומצות אמינו.

מיטוכונדריה -אברונים מעוגלים או אליפטיים, לעיתים רחוקות יותר, בעלי קוטר של 0.3-1 מיקרון, מוקפים בשתי ממברנות. הממברנה הפנימית יוצרת יציאות לתוך חלל המיטוכונדריה - cristae, אשר מגדילים משמעותית את פני השטח הפנימיים שלו. החלל בין הקריסטות מתמלא מַטרִיצָה. המטריצה ​​מכילה ריבוזומים קטנים יותר מהריבוזומים ההיאלופלזמיים וגדילי ה-DNA שלו ( אורז. 2.4).

אורז. 2.4. סכימות של מבנה המיטוכונדריה בתמונה תלת מימדית (1) ובקטע (2): VM- הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה; DNA- גדיל של DNA מיטוכונדריאלי; ל- קריסטה; אִמָא- מטריצה; NM – קרום חיצונימיטוכונדריה; ר- ריבוזומים מיטוכונדריאליים.

המיטוכונדריה נקראות תחנות הכוח של התא. הם מבצעים תוך תאיים נְשִׁימָה, כתוצאה מכך תרכובות אורגניות מתפרקות עם שחרור אנרגיה. אנרגיה זו משמשת לסינתזה של ATP חמצוני זרחן. לפי הצורך, האנרגיה האצורה ב-ATP משמשת לסינתזה של חומרים שונים ובתהליכים פיזיולוגיים שונים. מספר המיטוכונדריות בתא נע בין כמה מאות לכמה מאות, במיוחד בתאי הפרשה.

מיטוכונדריה הם אברונים קבועים שאינם מופיעים מחדש, אלא מופצים במהלך החלוקה בין תאי הבת. הגידול במספר המיטוכונדריות מתרחש עקב חלוקתם. זה אפשרי בגלל נוכחות חומצות הגרעין שלהם במיטוכונדריה. מיטוכונדריה מסוגלות לסינתזה בלתי תלויה בגרעין של חלק מהחלבונים שלהן על הריבוזומים שלהן תחת שליטה של ​​DNA המיטוכונדריאלי. עם זאת, עצמאות זו אינה מלאה, שכן התפתחות המיטוכונדריה מתרחשת בשליטה של ​​הגרעין, והמיטוכונדריה, לפיכך, הן אברונים אוטונומיים למחצה.

פלסטידיםאברונים המצויים רק בצמחים. ישנם שלושה סוגים של פלסטידים: 1) כלורופלסטים(פלסטידים ירוקים); 2) כרומופלסטים(פלסטידים הם צהובים, כתומים או אדומים) ו לוקופלסטים(פלסטידים חסרי צבע). בדרך כלל, רק סוג אחד של פלסטיד נמצא בתא.

כלורופלסטיםהם החשובים ביותר לפוטוסינתזה. הם מכילים פיגמנט ירוק כלורופיל, נותן לצמחים צבע ירוק, ופיגמנטים השייכים לקבוצה קרוטנואידים. צבעם של קרוטנואידים נע בין צהוב וכתום לאדום וחום, אבל זה בדרך כלל מוסווה על ידי כלורופיל. קרוטנואידים מחולקים ל קרוטנים, שצבעם כתום, ו קסנטופיליםבעל צבע צהוב. אלו הם פיגמנטים ליפופיליים (מסיסי שומן), לפי המבנה הכימי שלהם הם שייכים לטרפנואידים.

לכלורופלסטים צמחיים יש צורה של עדשה דו קמורה וגודלם 4-7 מיקרומטר; הם נראים בבירור תחת מיקרוסקופ אור. מספר הכלורופלסטים בתאים פוטוסינתטיים יכול להגיע ל-40-50. באצות, תפקידו של המנגנון הפוטוסינתטי ממלא כרומטפורים. צורתם מגוונת: בצורת גביע (chlamydomonas), בצורת סרט (spirogyra), lamellar (pinnularia) וכו'. הכרומטפורים הרבה יותר גדולים, מספרם בתא הוא מ-1 עד 5.

לכלורופלסטים מבנה מורכב. הם תוחמים מהיאלופלזמה על ידי שני ממברנות - חיצוניות ופנימיות. התוכן הפנימי נקרא סטרומה. הממברנה הפנימית יוצרת מערכת מורכבת, מסודרת בקפדנות של ממברנות בתוך הכלורופלסט, בצורת שלפוחית ​​שטוחה הנקראות thylakoids. תילקואידים מוערמים - דגניםהדומים לעמודים של מטבעות. הגרנות מחוברות זו לזו על ידי תילקואידים סטרומה (תילקואידים בין-גרנוריים) העוברים דרכם לאורך הפלסטיד ( אורז. 2.5). כלורופיל וקרוטנואידים משובצים בקרום התילקואיד של הגראן. בסטרומה של כלורופלסטים נמצאים פלסטוגלובולים- תכלילים כדוריים של שמנים שומניים, בהם מומסים קרוטנואידים, וכן ריבוזומים הדומים בגודלם לאלו של פרוקריוטים ומיטוכונדריה, וגדילי DNA. לעתים קרובות גרגרי עמילן נמצאים כלורופלסטים, זה מה שנקרא יְסוֹדִי, או הַטמָעָה עֲמִילָן- אחסון זמני של מוצרי פוטוסינתזה.

אורז. 2.5. סכימה של מבנה הכלורופלסט בתמונה תלת מימדית (1) ובחתך (2): Vm- קרום פנימי; גר- גרנה; DNA- גדיל של DNA פלסטידי; NM- קרום חיצוני; עמ'- plastoglobule; ר- ריבוזומים של כלורופלסט; עם- סטרומה; TIG- thylakoid grana; טים- thylakoid intergranal.

כלורופיל וכלורופלסטים נוצרים רק באור. לצמחים הגדלים בחושך אין צבע ירוק והם נקראים מושחת. במקום כלורופלסטים טיפוסיים, הם יוצרים פלסטידים משתנים שאין להם מערכת ממברנות פנימית מפותחת, - אטיופלסטים.

תפקידם העיקרי של הכלורופלסטים הוא פוטוסינתזה, היווצרות חומרים אורגניים מאי-אורגניים עקב אנרגיית האור. לכלורופיל תפקיד מרכזי בתהליך זה. הוא סופג את אנרגיית האור ומכוון אותו ליישום תגובות פוטוסינתזה. תגובות אלו מחולקות לתלויי אור וחשוכים (לא דורשים נוכחות של אור). תגובות תלויות אור מורכבות מהפיכת אנרגיית האור לאנרגיה כימית ופירוק (פוטוליזה) של מים. הם מוגבלים לממברנות thylakoid. תגובות כהות - הפחתת הפחמן הדו חמצני באוויר עם מימן המים לפחמימות (קיבוע CO 2) - מתרחשות בסטרומה של הכלורופלסטים.

בכלורופלסטים, כמו במיטוכונדריה, ATP מסונתז. במקרה זה, מקור האנרגיה הוא אור השמש, כך זה נקרא פוטופוספורילציה. כלורופלסטים מעורבים גם בסינתזה של חומצות אמינו וחומצות שומן, משמשים כמאגר של עתודות זמניות של עמילן.

נוכחותם של DNA וריבוזומים מעידה, כמו במקרה של מיטוכונדריה, על קיומה של מערכת מסינתזת חלבונים משלה בכלורופלסטים. ואכן, רוב חלבוני הממברנה התילקואידים מסונתזים על ריבוזומים של כלורופלסט, בעוד שרוב החלבונים הסטרומליים ושומני הממברנה הם ממקור פלסטידי נוסף.

לוקופלסטים -פלסטידים קטנים חסרי צבע. הם נמצאים בעיקר בתאים של איברים מוסתרים מהם אוֹר שֶׁמֶשׁכגון שורשים, קני שורש, פקעות, זרעים. המבנה שלהם דומה באופן כללי למבנה של כלורופלסטים: קליפה של שני ממברנות, סטרומה, ריבוזומים, גדילי DNA, פלסטוגלובולים דומים לאלו של כלורופלסטים. עם זאת, בניגוד לכלורופלסטים, ללוקופלסטים יש מערכת ממברנות פנימית מפותחת בצורה גרועה.

לוקופלסטים הם אברונים הקשורים לסינתזה והצטברות של חומרים מזינים רזרבה, בעיקר עמילן, לעתים רחוקות חלבונים ושומנים. לוקופלסטים המאחסנים עמילן , שקוראים לו עמילופלסטים. לעמילן זה יש מראה של גרגרים, בניגוד לעמילן הטמעה של כלורופלסטים, הוא נקרא נוֹסָף, או מִשׁנִי. חלבון האגירה יכול להיות מופקד בצורה של גבישים או תכלילים אמורפיים במה שנקרא פרוטאינופלסטים, שמנים שומניים - בצורת פלסטוגלובולים ב elaioplasts.

לעתים קרובות בתאים יש לויקופלסטים שאינם צוברים חומרי הזנה רזרבה, תפקידם עדיין לא הובהר במלואו. באור, לויקופלסטים יכולים להפוך לכלורופלסטים.

כרומופלסטים -הפלסטידים הם כתומים, אדומים וצהובים, וזה נובע מפיגמנטים השייכים לקבוצת הקרוטנואידים. כרומופלסטים נמצאים בתאי עלי הכותרת של צמחים רבים (ציפורני חתול, רנוקולוס, שן הארי), פירות בוגרים (עגבנייה, ורד בר, אפר הרים, דלעת, אבטיח), לעתים רחוקות - גידולי שורש (גזר), כמו גם בעלי הסתיו. .

מערכת הממברנה הפנימית בכרומופלסטים, ככלל, נעדרת. קרוטנואידים מומסים לרוב בשמנים שומניים של פלסטוגלובולים ( אורז. 2.6),והכרומופלסטים הם פחות או יותר כדוריים. במקרים מסוימים (שורשי גזר, פירות אבטיח), קרוטנואידים מופקדים בצורה של גבישים. צורות שונות. הגביש מותח את ממברנות הכרומופלסט, והוא מקבל את צורתו: משונן, בצורת מחט, בצורת מגל, למלרי, משולש, מעוין וכו'.

אורז. 2.6. כרומופלסט של תא המזופיל של עלה כותרת של חמאה: VM- קרום פנימי; NM- קרום חיצוני; עמ'- plastoglobule; עם- סטרומה.

המשמעות של כרומופלסטים טרם הובהרה במלואה. רובם פלסטידים מזדקנים. הם, ככלל, מתפתחים מכלורופלסטים, בעוד שכלורופיל ומבנה הממברנה הפנימי נהרסים בפלסידים, ומצטברים קרוטנואידים. זה מתרחש כאשר הפירות מבשילים והעלים מצהיבים בסתיו. המשמעות הביולוגית העקיפה של כרומופלסטים היא שהם קובעים את הצבע הבהיר של פרחים ופירות, מה שמושך חרקים להאבקה צולבת ובעלי חיים אחרים לפיזור פירות. לוקופלסטים יכולים גם להפוך לכרומופלסטים.

כל שלושת סוגי הפלסטידים נוצרים מ פרופלסטיד- גופים קטנים חסרי צבע הנמצאים בתאים המריסטמטיים (המתחלקים) של השורשים והשרשים. פרופלסטידים מסוגלים להתחלק, וככל שהם מתבדלים, הופכים לסוגים שונים של פלסטידים.

במובן אבולוציוני, הסוג הראשוני והראשוני של הפלסטידים הם כלורופלסטים, שמהם יצאו הפלסטידים משני הסוגים האחרים. בתהליך ההתפתחות האישית (אונטוגנזה), כמעט כל סוגי הפלסטידים יכולים להפוך זה לזה.

פלסטידים חולקים תכונות רבות עם המיטוכונדריה המבדילות אותם ממרכיבים אחרים של הציטופלזמה. זוהי, קודם כל, מעטפת של שני ממברנות ואוטונומיה גנטית יחסית בשל נוכחות הריבוזומים וה-DNA שלו. המוזרות הזו של האברונים היוותה את הבסיס לרעיון שמבשרי הפלסטידים והמיטוכונדריה הם חיידקים, שבתהליך האבולוציה התברר שהם מובנים בתא האוקריוטי והפכו בהדרגה לכלורופלסטים ולמיטוכונדריה.

הליבה- החלק העיקרי והחובה של התא האוקריוטי. הגרעין הוא מרכז הבקרה של חילוף החומרים של התא, צמיחתו והתפתחותו, שולט בפעילות כל שאר האברונים. הגרעין אוגר מידע גנטי ומעביר אותו לתאי בת במהלך חלוקת התא. הגרעין קיים בכל תאי הצמח החיים, למעט מקטעים בוגרים בלבד של צינורות המסננת של הפלואם. תאים עם גרעין מרוחק, ככלל, מתים במהירות.

הגרעין הוא האברון הגדול ביותר, גודלו 10-25 מיקרון. גרעינים גדולים מאוד בתאי נבט (עד 500 מיקרון). צורתו של הגרעין היא לרוב כדורית או אליפסואידית, אך בתאים מוארכים מאוד היא יכולה להיות עדשה או פיוסית.

תא מכיל בדרך כלל גרעין אחד. בתאים צעירים (מריסטמטיים), הוא בדרך כלל תופס מיקום מרכזי. ככל שאתה גדל ואקואול מרכזיהגרעין עובר לדופן התא וממוקם בשכבת הדופן של הציטופלזמה.

מבחינת ההרכב הכימי, הגרעין שונה באופן חד משאר האברונים בתכולת ה-DNA הגבוהה (15-30%) שלו, חומר התורשה של התא. הגרעין מכיל 99% מה-DNA של התא; הוא יוצר קומפלקסים עם חלבונים גרעיניים - deoxyribonucleoproteins. הגרעין מכיל גם כמויות משמעותיות של RNA (בעיקר mRNA ו-rRNA) וחלבונים.

מבנה הגרעין זהה בכל התאים האוקריוטיים. בגרעין יש כרומטיןו גרעיןשקועים בתוכם קריופלזמה; הגרעין מופרד מהציטופלזמה גַרעִינִי צדףעם נקבוביות ( אורז. 2.1).

מעטפת גרעיןמורכב משני ממברנות. הממברנה החיצונית הגובלת בהיאלופלזמה נושאת ריבוזומים מחוברים. הקליפה מחלחלת בנקבוביות גדולות למדי, שבזכותן מקל מאוד על ההחלפה בין הציטופלזמה לגרעין; מקרומולקולות חלבון, ריבונוקלאופרוטאין, תת-יחידות ריבוזום וכו' עוברות דרך הנקבוביות.הממברנה הגרעינית החיצונית בחלק מהמקומות משולבת עם הרטיקולום האנדופלזמי.

קריופלזמה (נוקלאופלזמה, או גַרעִינִי מיץ)- החומר העיקרי של הגרעין, משמש כתווך להפצה רכיבים מבניים- כרומטין וגרעין. הוא מכיל אנזימים, נוקלאוטידים חופשיים, חומצות אמינו, mRNA, tRNA, תוצרי פסולת של כרומוזומים והגרעין.

גרעין- גוף צפוף וכדורי בקוטר של 1-3 מיקרון. בדרך כלל הגרעין מכיל 1-2, לפעמים כמה גרעינים. הנוקלאולי הם הנשא העיקרי של RNA גרעיני ומורכב מריבונוקלאופרוטאין. תפקידם של הנוקלאולי הוא סינתזה של rRNA ויצירת תת-יחידות ריבוזום.

כרומטיןהוא החלק החשוב ביותר בגרעין. הכרומטין מורכב ממולקולות DNA הקשורות לחלבונים - דאוקסיריבונוקלאופרוטאין. במהלך חלוקת התא, הכרומטין מתמיין ל כרומוזומים. כרומוזומים הם חוטי כרומטין ספירליים דחוסים; ניתן להבחין ביניהם בבירור במטאפאזה של מיטוזה, כאשר ניתן לספור את מספר הכרומוזומים ולשקול את צורתם. כרומטין וכרומוזומים מספקים אחסון של מידע תורשתי, שכפולו והעברתו מתא לתא.

מספר וצורת הכרומוזומים ( קריוטיפ) זהים בכל תאי הגוף של אורגניזמים מאותו מין. הגרעינים של תאים סומטיים (לא מין) מכילים דיפלואידסט (כפול) של כרומוזומים - 2n. הוא נוצר על ידי היתוך של שני תאי מין עם הפלואידסט (יחיד) של כרומוזומים - נ. בקבוצה הדיפלואידית, כל זוג כרומוזומים מיוצג על ידי כרומוזומים הומולוגיים, אחד מהאימהי והשני מהאורגניזם האבהי. תאי מין מכילים כרומוזום אחד מכל זוג כרומוזומים הומולוגיים.

מספר הכרומוזומים באורגניזמים שונים משתנה בין שתיים לכמה מאות. ככלל, לכל מין יש קבוצה אופיינית וקבועה של כרומוזומים, המקובעים בתהליך האבולוציה של מין זה. שינוי במערך הכרומוזומים מתרחש רק כתוצאה ממוטציות כרומוזומליות וגנומיות. העלייה המרובה התורשתית במספר קבוצות הכרומוזומים נקראת פוליפלואידיות, שינוי חוזר במערך הכרומוזומים - אנופלואידיה. צמחים - פוליפלואידיםמאופיין בגדלים גדולים יותר, פרודוקטיביות רבה יותר, עמידות בפני גורמים שלילייםסביבה חיצונית. הם מעוררים עניין רב כחומר המוצא לגידול ויצירת זנים פרודוקטיביים ביותר של צמחים תרבותיים. לפוליפלואידיות יש גם תפקיד גדול בהתייחסות בצמחים.

חלוקת תא

הופעתם של גרעינים חדשים מתרחשת עקב חלוקה של גרעינים קיימים. יחד עם זאת, הגרעין לעולם אינו מחולק בדרך כלל על ידי התכווצות פשוטה לשניים, שכן שיטה זו אינה יכולה לספק חלוקה זהה לחלוטין של חומר תורשתי בין שני תאי בת. זה מושג באמצעות תהליך ביקוע גרעיני מורכב הנקרא מיטוזה.

מיטוזההיא צורה אוניברסלית של ביקוע גרעיני, דומה בצמחים ובבעלי חיים. יש לו ארבעה שלבים: נבואה, מטאפאזה, אנפאזהו טלופאז(אורז. 2.7). התקופה בין שתי חלוקות מיטוטיות נקראת interphase.

IN נבואהכרומוזומים מתחילים להופיע בגרעין. בהתחלה הם נראים כמו כדור של חוטים סבוכים. לאחר מכן הכרומוזומים מתקצרים, מעובים ומסדרים בצורה מסודרת. בסוף הפרופזה, הגרעין נעלם, והממברנה הגרעינית מפוצלת לבורות מים קצרים נפרדים, שלא ניתן להבחין בהם מהאלמנטים של הרשת האנדופלזמית, הקריופלזמה מעורבת עם ההיאלופלזמה. הצטברויות של מיקרו-צינוריות מופיעות בשני קטבים של הגרעין, שמהם נוצרים לאחר מכן חוטים מיטוטי צירים.

IN מטאפאזהכרומוזומים נפרדים לבסוף ומתאספים במישור אחד באמצע בין הקטבים של הגרעין, ויוצרים מטאפאזה תקליט. כרומוזומים מורכבים משניים מקופלים לאורך כרומטידות, כל אחד מכיל מולקולת DNA אחת. הכרומוזומים מכווצים צנטרומר, המחלק אותם לשתי זרועות שוות או לא שוות. במטאפאזה, הכרומטידות של כל כרומוזום מתחילות להיפרד זו מזו, הקשר ביניהן נשמר רק באזור הצנטרומר. חוטי ציר מיטוטי מחוברים לצנטרומרים. הם מורכבים ממערכים מקבילים של מיקרוטובולים. הציר המיטוטי הוא מנגנון לכיוון הספציפי של הכרומוזומים בלוח המטאפאזה ולהתפלגות הכרומוזומים לאורך קטבי התא.

IN אנפאזהכל כרומוזום נפרד לבסוף לשתי כרומטידות, שהופכות לכרומוזומים אחים. ואז, בעזרת חוטי ציר, אחד מצמד הכרומוזומים האחיות מתחיל לנוע לקוטב אחד של הגרעין, השני לשני.

טלופאזמתרחשת כאשר כרומוזומי האחות מגיעים לקטבים של התא. הציר נעלם, הכרומוזומים המקובצים לאורך הקטבים מתעכבים ומתארכים - הם עוברים לכרומטין בין-פאזי. נוקלאולי מופיעים, וקליפה מתאספת סביב כל אחד מגרעיני הבת. כל כרומוזום בת מורכב מכרומטיד אחד בלבד. השלמת המחצית השנייה, המתבצעת על ידי שכפול DNA, מתרחשת כבר בגרעין הבין-פאזי.

אורז. 2.7. ערכת מיטוזה וציטוקינזה של תא עם מספר כרומוזומים 2 נ=4 : 1 - interphase; 2,3 - פרופסה; 4 - מטאפאזה; 5 - אנפאזה; 6 - היווצרות טלופאז וצלחת תאים; 7 - השלמת ציטוקינזיס (מעבר ל-interphase); IN- ציר מיטוטי KP- לוחית תאים מתפתחת; ו- סיבי פרגמופלסט; הממ- כרומוזום; אני- גרעין; נשקים גרעיניים- מעטפת גרעין.

משך המיטוזה נע בין שעה ל-24 שעות. כתוצאה מהמיטוזה והאינטרפאז הבאות, התאים מקבלים את אותו מידע תורשתי ומכילים כרומוזומים זהים במספר, בגודל ובצורה עם תאי האם.

חלוקת התא מתחילה בטלופאז ציטוקינזיס. ראשית, סיבים רבים מופיעים בין שני גרעיני הבת, מכלול הסיבים הללו הוא בצורת גליל ונקרא פרגמופלסט(אורז. 2.7). כמו חוטי ציר, סיבי פרגמופלסט נוצרים על ידי קבוצות של microtubules. במרכז הפרגמופלסט, במישור המשווני שבין גרעיני הבת, מצטברות שלפוחיות גולגי המכילות חומרי פקטין. הם מתמזגים זה עם זה ומולידים תָאִי תקליט, והממברנה המגבילה אותם הופכת לחלק מהפלזמה.

לוחית התא היא בצורת דיסק וגדלה צנטריפוגליית לכיוון דפנות תא האם. סיבי פרגמופלסט שולטים בכיוון התנועה של שלפוחיות הגולגי ובצמיחת לוחית התא. כאשר לוחית התא מגיעה לדפנות תא האם, מסתיימת יצירת מחיצה והפרדה של שני תאי בת, והפרגמופלסט נעלם. לאחר השלמת הציטוקינזיס, שני התאים מתחילים לגדול, מגיעים לגודל תא האב, ואז יכולים להתחלק שוב או להמשיך להתמיינות.

מיוזיס(reduction nuclear fission) - שיטת חלוקה מיוחדת, שבה, בניגוד למיטוזה, מתרחשת הפחתה (ירידה) במספר הכרומוזומים ותאים עוברים ממצב דיפלואידי למצב הפלואידי. אצל בעלי חיים, המיוזה היא החוליה העיקרית גמטוגנזה(תהליך היווצרות גמטות), ובצמחים - ספורוגזה(תהליך היווצרות נבגים). אם לא הייתה מיוזה, מספר הכרומוזומים במהלך היתוך תאים במהלך התהליך המיני היה צריך להכפיל עד אינסוף.

מיוזה מורכבת משתי חלוקות עוקבות, שבכל אחת מהן ניתן להבחין באותם ארבעת שלבים כמו במיטוזה רגילה ( איור.2.8).

בפרוזה של החלוקה הראשונה, כמו בפרוזה של מיטוזה, הכרומטין של הגרעין עובר למצב מעובה - נוצרים כרומוזומים אופייניים לזן הצמח הזה, הממברנה הגרעינית והגרעין נעלמים. עם זאת, במהלך המיוזה, הכרומוזומים ההומולוגיים אינם מסודרים באי סדר, אלא בזוגות, המתקשרים זה עם זה לכל אורכם. במקרה זה, כרומוזומים מזווגים יכולים להחליף חלקים בודדים של כרומטידים זה עם זה. במטאפאזה של החלוקה הראשונה, הכרומוזומים ההומולוגיים יוצרים לא צלחת מטאפאזה חד-שכבתית, אלא פלטה דו-שכבתית. באנפאזה של החלוקה הראשונה, הכרומוזומים ההומולוגיים של כל זוג מתפצלים לאורך הקטבים של ציר החלוקה ללא הפרדה אורכית שלהם לכרומטידות מבודדות. כתוצאה מכך, בטלופאזה, בכל אחד מקטבי החלוקה, המספר הפלואידי של הכרומוזומים, המורכב לא מאחד, אלא משתי כרומטידים, מצטמצם בחצי. התפלגות הכרומוזומים ההומולוגיים בגרעיני הבת היא אקראית.

מיד לאחר הטלופאזה של החלוקה הראשונה מתחיל השלב השני של המיוזה - מיטוזה רגילה עם חלוקת הכרומוזומים לכרומטידות. כתוצאה משתי חלוקות אלו והציטוקינזיס שלאחר מכן, נוצרים ארבעה תאי בת הפלואידים - טטרד. יחד עם זאת, אין שלב ביניים בין החלוקה הגרעינית הראשונה והשנייה, ומכאן, שכפול DNA. במהלך ההפריה, מערכת הכרומוזומים הדיפלואידית משוחזרת.

אורז. 2.8. תרשים של מיוזה עם מספר הכרומוזומים 2 נ=4 : 1 - מטאפאזה I (כרומוזומים הומולוגיים מורכבים בזוגות בצלחת המטאפאזה); 2 - אנפאזה I (כרומוזומים הומולוגיים מתרחקים זה מזה אל קטבי הציר מבלי להתפצל לכרומטידות); 3 - מטאפאזה II (הכרומוזומים ממוקמים בצלחת המטאפאזה בשורה אחת, מספרם מצטמצם בחצי); 4 - אנפאזה II (לאחר פיצול, כרומוזומי הבת מתרחקים זה מזה); 5 - telophase II (נוצר טטרד של תאים); IN- ציר מיטוטי הממ 1 - כרומוזום כרומטידי בודד הממ 2 - כרומוזום של שתי כרומטידות.

המשמעות של מיוזה טמונה לא רק בהבטחת הקביעות של מספר הכרומוזומים באורגניזמים מדור לדור. בשל ההפצה האקראית של הכרומוזומים ההומולוגיים והחלפת המקטעים האישיים שלהם, תאי נבט שנוצרו במיוזה מכילים מגוון שילובים של כרומוזומים. זה מספק מגוון של ערכות כרומוזומים, מגדיל את השונות של תכונות בדורות הבאים, ובכך מספק חומר לאבולוציה של אורגניזמים.

1. נגדיר את המושגים.

התא הוא היחידה המבנית של כל היצורים החיים.
אורגנואיד הוא מבנה תא מיוחד שמבצע פונקציות מסוימות.

2. בואו נפתור את הקביעה שהגרעין הוא מרכיב חובה של כל תאי האורגניזמים.
הגרעין הוא המרכז של כל התאים הגרעיניים. עם זאת, ישנם אורגניזמים שאין להם גרעין - חיידקים. אורגניזמים כאלה נקראים פרוקריוטים.

3. מלאו את הטבלה.

4. בוא נשלים את המשפטים.
הסביבה הפנימית של התא היא הציטופלזמה. הוא מכיל את הגרעין ואיברונים רבים. הוא מחבר את האברונים זה לזה, מספק תנועה של חומרים שונים ומהווה את הסביבה בה מתרחשים תהליכים שונים. הקליפה משמשת כמסגרת החיצונית של התא, מעניקה לו צורה וגודל מסוימים, מבצעת פונקציות הגנה ותומכות ומשתתפת בהובלת חומרים לתוך התא.

5. נסמן את האברונים של התא, המצוינים באיור במספרים.

1 - כלורופלסט
2 - דופן התא
3 – ממברנה ציטופלזמית
4 - ליזוזום
5 - ואקוול
6 - מנגנון גולגי
7 - EPS
8 - ליבה

6. מלאו את הטבלה.

7. סמן את האברונים בקו המתאר של תא החי.

8. בואו נשלים את המשימות.
1) סמן את האברונים של הציטופלזמה:
ליבה
ג) כלורופלסטים
ד) ריבוזומים
ה) מיטוכונדריה
ה) ואקוולים

2) סמן את המבנים הממוקמים בליבה:
ב) גרעין

9. בררו את תפקיד הכרומוזומים בתא.
אחסן מידע תורשתי.

10. הכנס את האותיות החסרות.
רטיקולום אנדופלזמי, ציטופלזמה, מיטוכונדריה, ריבוזום, כלורופלסט, וואקוולה, כלורופיל, פינוציטוזה, פאוציטוזיס.

עבודת מעבדה
"מבנה התא הצמחי"

4. צייר קבוצה של תאי צמחים.

5. נצייר תא אחד של עלה אלודיאה ונחתום על חלקיו.

עבודת מעבדה
"מבנה התא החיה"

2. צייר קבוצה של תאי רקמת בעלי חיים.

3. נצייר תא אחד ונחתום על חלקיו.

4. סמן את המובהק ו מאפיינים נפוציםתא חיה עם תא עלים של elodea.
הדמיון הוא שיש קרום ציטופלזמה, ציטופלזמה וגרעין.

הבדלים: לתא elodea יש כלורופלסטים, דופן תא ו-vacuole, בעוד שלתא חיה יש ליזוזומים ומיטוכונדריה.