Gyvūnų ląstelė po elektroniniu mikroskopu 6 pav. Ląstelių organelės: jų struktūra ir funkcijos

Pamokos tipas: kombinuotas.

Metodai: žodinis, vaizdinis, praktinis, problemų paieška.

Pamokos tikslai

Edukacinis: pagilinti mokinių žinias apie eukariotinių ląstelių sandarą, išmokyti jas taikyti praktiniuose užsiėmimuose.

Plėtojamas: tobulinti studentų gebėjimus dirbti su didaktine medžiaga; ugdyti mokinių mąstymą, siūlant prokariotinių ir eukariotinių ląstelių, augalų ir gyvūnų ląstelių palyginimo užduotis, nustatant panašius ir išskirtinius požymius.

Įranga: plakatas „Citoplazminės membranos sandara“; Užduočių kortelės; dalomoji medžiaga (prokariotinės ląstelės struktūra, tipiška augalo ląstelė, struktūra gyvūnų ląstelė).

Bendravimas tarp dalykinių dalykų: botanika, zoologija, žmogaus anatomija ir fiziologija.

Pamokos planas

I. Organizacinis momentas

Patikrinkite pasirengimą pamokai.
Mokinių sąrašo tikrinimas.
Pamokos temos ir uždavinių pristatymas.

II. Naujos medžiagos mokymasis

Organizmų skirstymas į pro- ir eukariotus

Ląstelių forma itin įvairi: vienos apvalios, kitos atrodo kaip žvaigždės su daugybe spindulių, kitos – pailgos ir kt. Ląstelės taip pat skiriasi dydžiu – nuo ​​mažiausių, sunkiai atskirtų šviesos mikroskopu iki puikiai matomų plika akimi (pavyzdžiui, žuvų ir varlių kiaušinėliai).

Bet koks neapvaisintas kiaušinėlis, įskaitant milžiniškus suakmenėjusius dinozaurų kiaušinius, saugomus paleontologijos muziejuose, taip pat kadaise buvo gyvos ląstelės. Tačiau jei kalbėsime apie pagrindinius elementus vidinė struktūra visos ląstelės yra panašios.

prokariotai (iš lat. pro- prieš, prieš, vietoj ir graikų. karionas– branduolys) – tai organizmai, kurių ląstelės neturi membrana apriboto branduolio, t.y. visų bakterijų, įskaitant archebakterijas ir melsvadumbles. Iš viso prokariotų rūšių yra apie 6000. Visa prokariotinės ląstelės (genoforo) genetinė informacija yra vienoje žiedinėje DNR molekulėje. Mitochondrijų ir chloroplastų nėra, o ląstelei energijos suteikiančias kvėpavimo ar fotosintezės funkcijas atlieka plazminė membrana (1 pav.). Prokariotai dauginasi be ryškaus lytinio proceso dalindamiesi į dvi dalis. Prokariotai sugeba visa linija specifinis fiziologiniai procesai: fiksuoti molekulinį azotą, atlikti pieno rūgšties fermentaciją, skaidyti medieną, oksiduoti sierą ir geležį.

Po įžanginio pokalbio mokiniai svarsto prokariotinės ląstelės sandarą, pagrindines sandaros ypatybes lygindami su eukariotinių ląstelių rūšimis (1 pav.).

eukariotų - Tai aukštesni organizmai turintis aiškiai apibrėžtą branduolį, kuris nuo citoplazmos yra atskirtas membrana (kariomembrana). Eukariotams priklauso visi aukštesni gyvūnai ir augalai, taip pat vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai, grybai ir pirmuonys. Branduolinė DNR eukariotuose yra uždaryta chromosomose. Eukariotai turi ląstelinius organelius, kuriuos riboja membranos.

Skirtumai tarp eukariotų ir prokariotų

– Eukariotai turi tikrą branduolį: eukariotinės ląstelės genetinį aparatą saugo apvalkalas, panašus į pačios ląstelės apvalkalą.
– Organelės, įtrauktos į citoplazmą, yra apsuptos membrana.

Augalų ir gyvūnų ląstelių sandara

Bet kurio organizmo ląstelė yra sistema. Jį sudaro trys tarpusavyje susijusios dalys: membrana, branduolys ir citoplazma.

Studijuodami botaniką, zoologiją ir žmogaus anatomiją, jūs jau susipažinote su struktūra įvairių tipų ląstelės. Trumpai apžvelgsime šį straipsnį.

1 pratimas. Pagal 2 paveikslą nustatykite, kurie organizmai ir audinių tipai atitinka ląsteles po skaičiais 1-12. Kokia jų formos priežastis?

Augalų ir gyvūnų ląstelių organelių sandara ir funkcijos

Naudojant 3 ir 4 paveikslus ir naudojant biologinį enciklopedinis žodynas ir vadovėlį, mokiniai pildo lentelę, kurioje lygina gyvūnų ir augalų ląsteles.

Lentelė. Augalų ir gyvūnų ląstelių organelių sandara ir funkcijos

ląstelių organelės	Organelių sandara	Funkcija	Organelių buvimas ląstelėse
			augalai	gyvūnai
Chloroplastas	Tai plastido rūšis	Nuspalvina augalus žalia spalva kur vyksta fotosintezė
leukoplastas	Korpusas susideda iš dviejų elementarių membranų; vidinis, įaugęs į stromą, sudaro keletą tilakoidų	Sintetina ir kaupia krakmolą, aliejus, baltymus
Chromoplastas	Plastidės geltonos, oranžinės ir raudonos spalvos, spalvą lemia pigmentai – karotenoidai	Raudona, geltona rudeninių lapų spalva, sultingi vaisiai ir kt.
	Užima iki 90% subrendusios ląstelės tūrio, užpildytos ląstelių sultimis	Turgoro palaikymas, atsarginių medžiagų ir medžiagų apykaitos produktų kaupimas, osmosinio slėgio reguliavimas ir kt.
mikrovamzdeliai	Susideda iš baltymo tubulino, esančio šalia plazmos membranos	Dalyvauti celiuliozės nusėdime ant ląstelių sienelių, judėjime citoplazmoje įvairios organelės. Ląstelių dalijimosi metu mikrotubulai sudaro dalijimosi veleno struktūros pagrindą.
Plazminė membrana (CPM)	Susideda iš lipidų dvigubo sluoksnio, persmelkto baltymų, panardintų į įvairius gylius	Barjeras, medžiagų pernešimas, ryšys tarp ląstelių
Sklandus EPR	Plokščių ir išsišakojusių kanalėlių sistema	Vykdo lipidų sintezę ir išsiskyrimą
Grubus EPR	Jis gavo savo pavadinimą dėl daugybės ribosomų jo paviršiuje.	Baltymų sintezė, jų kaupimasis ir transformacija, norint išsiskirti iš ląstelės į išorę
	Apsupta dviguba branduoline membrana su poromis. Susidaro išorinė branduolio membrana ištisinė struktūra su EPR membrana. Turi vieną ar daugiau branduolių	Paveldimos informacijos nešėjas, ląstelių veiklos reguliavimo centras
ląstelių sienelės	Susideda iš ilgų celiuliozės molekulių, išsidėsčiusių ryšuliuose, vadinamuose mikrofibrilėmis	Išorinis rėmas, apsauginis apvalkalas
Plazmodesmata	Maži citoplazminiai kanalai, perveriantys ląstelių sieneles	Sujungti gretimų ląstelių protoplastus
Mitochondrijos		ATP sintezė (energijos kaupimas)
Goldžio kompleksas	Susideda iš krūvos plokščių maišelių – cisternų arba diktiozomų	Polisacharidų sintezė, CPM ir lizosomų susidarymas
Lizosomos		intracelulinis virškinimas
Ribosomos	Susideda iš dviejų nevienodų subvienetų dideli ir maži, į kuriuos jie gali atsiskirti	Baltymų biosintezės vieta
Citoplazma	Susideda iš vandens su dideliu kiekiu ištirpusių medžiagų, turinčių gliukozės, baltymų ir jonų	Jame yra kitų ląstelės organelių ir vyksta visi ląstelių metabolizmo procesai.
Mikrofilamentai	Aktino skaidulos paprastai yra išsidėsčiusios ryšuliuose šalia ląstelių paviršiaus	Dalyvauja ląstelių judrume ir formuojant
Centrioliai	Gali būti ląstelės mitozinio aparato dalis. Diploidinėje ląstelėje yra dvi poros centriolių	Dalyvauti gyvūnų ląstelių dalijimosi procese; dumblių, samanų ir pirmuonių zoosporose sudaro bazinius blakstienų kūnus
mikrovileliai	plazminės membranos išsikišimai	Padidinkite išorinį ląstelės paviršių, mikrovileliai kartu sudaro ląstelės kraštą

išvadas

1. Ląstelės sienelė, plastidės ir centrinė vakuolė yra būdingi tik augalų ląstelėms.
2. Lizosomos, centriolės, mikrovileliai daugiausia yra tik gyvūnų organizmų ląstelėse.
3. Visos kitos organelės būdingos ir augalų, ir gyvūnų ląstelėms.

Ląstelės membranos struktūra

Ląstelės membrana yra už ląstelės ribų, ribodama pastarąją nuo išorinės arba vidinė aplinka organizmas. Jis pagrįstas plazmalema (ląstelių membrana) ir angliavandenių-baltymų komponentu.

Funkcijos ląstelių sienelės:

- palaiko ląstelės formą ir suteikia ląstelei bei visam organizmui mechaninio stiprumo;
- Apsaugo ląstelę nuo mechaniniai pažeidimai ir kenksmingų junginių patekimas į jį;
- atlieka molekulinių signalų atpažinimą;
- reguliuoja medžiagų apykaitą tarp ląstelės ir aplinkos;
- vykdo tarpląstelinę sąveiką daugialąsčiame organizme.

Ląstelės sienelės funkcija:

- vaizduoja išorinį rėmą - apsauginį apvalkalą;
- užtikrina medžiagų (vandens, druskų, daugelio molekulių) transportavimą organinės medžiagos).

Išorinis gyvūnų ląstelių sluoksnis, skirtingai nei augalų ląstelių sienelės, yra labai plonas ir elastingas. Jis nėra matomas šviesos mikroskopu ir susideda iš įvairių polisacharidų ir baltymų. Paviršinis gyvūnų ląstelių sluoksnis vadinamas glikokaliksas, atlieka tiesioginio gyvūnų ląstelių ryšio su išorine aplinka, su visomis ją supančiomis medžiagomis funkciją, neatlieka pagalbinio vaidmens.

Po gyvūno glikokaliksu ir augalo ląstelės sienele yra plazminė membrana, kuri ribojasi tiesiai su citoplazma. Plazmos membranoje yra baltymų ir lipidų. Dėl įvairių cheminių sąveikų jie yra išdėstyti tvarkingai. Lipidų molekulės plazmos membranoje yra išsidėsčiusios dviem eilėmis ir sudaro vientisą lipidų dvisluoksnį. Baltymų molekulės nesudaro ištisinio sluoksnio, jos yra lipidų sluoksnyje, pasinerdamos į jį skirtinguose gyliuose. Baltymų ir lipidų molekulės yra judrios.

Plazminės membranos funkcijos:

- sudaro barjerą, kuris atskiria vidinį ląstelės turinį nuo išorinė aplinka;
- užtikrina medžiagų transportavimą;
- užtikrina ryšį tarp ląstelių daugialąsčių organizmų audiniuose.

Medžiagų patekimas į ląstelę

Ląstelės paviršius nėra ištisinis. Citoplazminėje membranoje yra daugybė mažyčių skylučių – porų, pro kurias su specialių baltymų pagalba arba be jų į ląstelę gali prasiskverbti jonai ir mažos molekulės. Be to, kai kurie jonai ir mažos molekulės gali patekti į ląstelę tiesiai per membraną. Svarbiausių jonų ir molekulių patekimas į ląstelę yra ne pasyvi difuzija, o aktyvus transportavimas, kuriam reikia energijos. Medžiagų transportavimas yra selektyvus. Atrankinis ląstelės membranos pralaidumas vadinamas pusiau pralaidumas.

būdu fagocitozė ląstelės viduje patenka: didelės organinių medžiagų molekulės, tokios kaip baltymai, polisacharidai, maisto dalelės, bakterijos. Fagocitozė atliekama dalyvaujant plazminei membranai. Toje vietoje, kur ląstelės paviršius liečiasi su kokios nors tankios medžiagos dalele, membrana susilanksto, suformuoja įdubą ir supa dalelę, kuri „membraninėje kapsulėje“ yra panardinta į ląstelės vidų. Susidaro virškinimo vakuolė, joje suvirškinamos į ląstelę patekusios organinės medžiagos.

Fagocitoze maitinasi amebos, blakstienėlės, gyvūnų ir žmonių leukocitai. Leukocitai sugeria bakterijas, taip pat įvairias kietąsias daleles, kurios atsitiktinai patenka į organizmą, taip apsaugodami nuo patogeninių bakterijų. Augalų, bakterijų ir melsvadumblių ląstelės sienelė neleidžia fagocitozei, todėl toks medžiagų patekimo į ląstelę kelias jose nerealizuojamas.

Per plazminę membraną į ląstelę prasiskverbia ir skysti lašeliai, kuriuose yra įvairių ištirpusių ir suspenduotų medžiagų.Šis reiškinys buvo vadinamas pinocitozė. Skysčių absorbcijos procesas yra panašus į fagocitozę. Skysčio lašas panardinamas į citoplazmą „membraniniame pakete“. Organinės medžiagos, kurios patenka į ląstelę kartu su vandeniu, pradeda virškinti veikiant citoplazmoje esantiems fermentams. Pinocitozė yra plačiai paplitusi gamtoje ir ją vykdo visų gyvūnų ląstelės.

III. Studijuotos medžiagos konsolidavimas

Dėl kurių dvi didelės grupės Ar visi organizmai skirstomi pagal branduolio sandarą?
Kokios organelės randamos tik augalų ląstelėse?
Kokios organelės randamos tik gyvūnų ląstelėse?
Kuo skiriasi augalų ir gyvūnų ląstelių sienelės struktūra?
Kokiais dviem būdais medžiagos patenka į ląstelę?
Kokia fagocitozės svarba gyvūnams?

Augalo ląstelės sandarą tiria mokslas – augalų fiziologija. Ląstelė yra pagrindinis struktūrinis vienetas daržovių, ir gyvulinis organizmas. Tai mažiausia organizmo dalis, turinti gyvybės savybių

Vienaląsčiai ir daugialąsčiai augalai

Valgyk vienaląsčiai ir daugialąsčiai augalai. Pirmieji apima kai kurias, susidedančias tik iš vienos ląstelės, tokiu atveju tokia ląstelė atlieka visas jai būdingas funkcijas.

Daugialąsčiai augalai nėra paprasta suma ląstelės ir vienas organizmas kurioje jie susidaro įvairių audinių ir organai, kurie sąveikauja tarpusavyje.

Augalų ląstelės struktūriniai elementai

augalų ląstelės labai įvairūs tiek dydžiu, tiek forma, tiek atliekamomis funkcijomis, bet iš esmės susideda iš tų pačių dalių.

Suaugusio augalo ląstelės struktūra

1. - apvalkalas,
2. - vidurinė plokštė
3. - tarpląstelinis
4. - plazmodesmata,
5. - plazmolema,
6. - tonoplastas,
7. - vakuolė,
8. - citoplazma,
9. - lašas aliejaus
10. - mitochondrijos,
11. - chloroplastas,
12. - grana chloroplaste
13. - krakmolo grūdeliai chloroplaste,
14. - šerdis,
15. - branduolinis apvalkalas,
16. - branduolys,
17. - chromatinas.

Kiekvienas suaugęs gyva ląstelė sudaro:

• kriauklės,
• protoplazma,
• vakuolės.

apvalkalas suteikia augalo ląstelei tam tikrą formą. Po apvalkalu yra protoplazma, paprastai tvirtai prispaudžiamas prie apvalkalo. Centrinė ląstelės dalis yra vakuolė užpildytas ląstelių sultimis. Jaunos ląstelės neturi vakuolių, o protoplazma užpildo visą ląstelės ertmę.

Išsamiau panagrinėkime augalo ląstelės struktūrą, tam apibūdinsime visas jos sudedamąsias dalis.

Protoplazma

Protoplazma- Tai gyva materija organizmas; tekėti joje sudėtingiausios reakcijos gyvenimui būdingus mainus.

Protoplazmoje yra daug membraninių plėvelių, kurias formuojant svarbų vaidmenį atlieka baltymų junginiai su fosfatidais (riebalų pavidalo medžiagomis). Dėl membranų buvimo protoplazma turi didžiulius vidinius paviršius, ant kurių dideliu greičiu vyksta medžiagų adsorbcijos (absorbcijos) ir desorbcijos (išleidimo) procesai bei jų judėjimas.

Daugybė membranų, skiriančių ląstelės turinį, leidžia įvairioms ląstelėje esančioms medžiagoms nesimaišyti ir vienu metu judėti priešingomis kryptimis.

Tačiau fizikines ir chemines savybes membranos yra nestabilios; jie nuolat kinta priklausomai nuo vidinių ir išorinių sąlygų, todėl galima biocheminių procesų savireguliacija.

Protoplazmos cheminė sudėtis

Protoplazmos cheminė sudėtis labai sudėtinga. Jį sudaro koloidinės ir ištirpusios būsenos organiniai ir neorganiniai junginiai.

Patogus studijų objektas cheminė sudėtis protoplazma yra fikomicetų plazmodis, kuris yra plika protoplazma be apvalkalo.

Žemiau pateikiama visa fikomicetų protoplazmos sudėtis (% sausos masės):

Vandenyje tirpios organinės medžiagos………………………………………………… 40.7

Iš jų: cukrus………………………………………………………………………………………………….. 14.2.
baltymai……………………………………………………………………………………………………………. 22
aminorūgštys, organinės bazės ir kiti azoto junginiai… 24.3

Vandenyje netirpios organinės medžiagos ………………………………………….. 55.9

Iš jų: nukleoproteinai………………………………………………………………………………….. 32.2.
laisvosios nukleorūgštys ………………………………………………………………….. 2.5
globulinai (paprasti baltymai) ……………………………………………………………………………… 0,5
lipoproteinai………………………………………………………………………………………………… 4.8
neutralūs riebalai…………………………………………………………………………………………… 6.8
fitosteroliai (didelės molekulinės masės alkoholiai) …………………………………………………. 3.2
fosfatidai……………………………………………………………………………………………………….. 1.3
kitos organinės medžiagos…………………………………………………………………………. 4.6

Mineralinės medžiagos…………………………………………………………………………………….. 3.4

Protoplazmos cheminė sudėtis yra artima pirmiau nurodytai, tačiau ji gali skirtis priklausomai nuo augalo rūšies, amžiaus ir organo.

Protoplazmoje yra iki 80% vandens (miegančių sėklų protoplazmoje - 5-15%). Jis prasiskverbia per visą koloidinę protoplazmos sistemą, būdamas jos konstrukcinis elementas. Protoplazmoje visą laiką cheminės reakcijos, kuriam reagentai turi būti tirpale.

Citoplazma

Pagrindinė protoplazmos dalis yra citoplazma, vaizduojantis pusiau skystą ląstelės turinį ir užpildantis jos vidinę erdvę.

Citoplazmoje yra branduolys, plastidai, mitochondrijos (chondriosomos), ribosomos ir Golgi aparatas.

Išorinė citoplazmos membrana, besiribojanti su ląstelės membrana, vadinama plazmolema. Plazlema lengvai praleidžia vandenį ir daug jonų, tačiau išlaiko dideles molekules.

Ties citoplazmos riba su vakuole taip pat susidaro membrana, vadinama tonoplastu.

Citoplazmoje yra endoplazminis tinklas, kuris yra išsišakojusių membranų, sujungtų su išorine membrana, sistema. Endoplazminio tinklo membranos sudaro kanalus ir tęsinius, kurių paviršiuje vyksta visos cheminės reakcijos.

Svarbiausios citoplazmos savybės yra klampumas ir elastingumas. Citoplazmos klampumas kinta priklausomai nuo temperatūros: kylant temperatūrai, klampumas mažėja ir, atvirkščiai, mažėjant – didėja. Esant dideliam klampumui, medžiagų apykaita ląstelėje mažėja, o esant mažam – didėja.

Citoplazmos elastingumas pasireiškia jos gebėjimu po deformacijos grįžti į pradinę formą, o tai rodo tam tikrą citoplazmos struktūrą.

Citoplazma gali judėti, o tai glaudžiai susijusi su aplinkinėmis sąlygomis. Judėjimo pagrindas yra ląstelių citoplazmos baltymų susitraukimas. Temperatūros padidėjimas pagreitina citoplazmos judėjimą, deguonies trūkumas jį sustabdo. Tikriausiai citoplazmos judėjimas yra glaudžiai susijęs su medžiagų ir energijos transformacija augale.

Citoplazmos gebėjimas reaguoti į išorinės sąlygos o prisitaikymas prie jų vadinamas irzlumu.

Dirglumo buvimas apibūdina gyvą organizmą. Citoplazmos reakcijai į temperatūros, šviesos ir drėgmės poveikį reikia išleisti energiją, kuri išsiskiria kvėpuojant. Smalsių mimozų lapai mechaninė stimuliacija greitai sumuojasi, tačiau dažnai pasikartojant dirginimui jie nustoja į jį reaguoti; pastarasis atrodo dėl energijos trūkumo. Citoplazmos dirglumas yra visų rūšių judėjimo ir kitų augalų gyvybinės veiklos reiškinių pagrindas.

Šerdis

Šerdis– svarbiausia ir didžiausia ląstelės organelė. Branduolio dydis priklauso nuo augalo tipo ir ląstelės būklės (in aukštesni augalai vidutiniškai nuo 5 iki 25 mikronų). Branduolio forma dažniausiai sferinė, pailgose ląstelėse ovali.

Gyva ląstelė paprastai turi tik vieną branduolį, tačiau aukštesniuose augaluose jis yra stiprus pailgos ląstelės(iš kurių formuojasi šerno skaidulos) turi keletą branduolių. Jaunose ląstelėse, kuriose nėra vakuolės, branduolys dažniausiai užima centrinę padėtį, suaugusiems, susidarius vakuolėms, jis perkeliamas į periferiją.

Branduolys yra koloidinė sistema, bet klampesnė už citoplazmą. Jis skiriasi nuo citoplazmos chemine sudėtimi; branduolyje yra bazinių ir rūgščių baltymų bei įvairių fermentų, taip pat daug nukleorūgščių, dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) ir ribonukleino rūgšties (RNR). DNR vyrauja branduolyje ir paprastai nerandama citoplazmoje.

Branduolys nuo citoplazmos atskirtas plonu apvalkalu, arba branduoline membrana, kurioje yra skylutės – poros. Keitimasis tarp branduolio ir citoplazmos vyksta per poras. Po membrana yra branduolio sultys, į kurias panardinamas vienas ar daugiau branduolių ir chromosomų. Nukleolyje yra ribonukleino rūgšties (RNR), kuri dalyvauja baltymų sintezėje, ir fosforo turinčių baltymų.

Branduolys dalyvauja visuose ląstelės gyvybės procesuose; jį pašalinus ląstelė miršta.

plastidai

plastidai randama tik augalų ląstelėse. Jie aiškiai matomi įprastu mikroskopu, nes yra tankesni ir laužo šviesą kitaip nei citoplazma.
Suaugusio augalo ląstelėje išskiriami 3 plastidų tipai:

• chloroplastai yra žalios spalvos
• chromoplastai yra geltoni arba oranžiniai,
• leukoplastai yra bespalviai.

Plastidų dydis priklauso nuo augalo rūšies ir svyruoja nuo 3-4 iki 15-30 mikronų. Leukoplastai paprastai yra mažesni nei chloroplastai ir chromoplastai.

Mitochondrijos

Mitochondrijos yra visose gyvose ląstelėse ir yra citoplazmoje. Jų forma labai įvairi ir permaininga, dydžiai 0,2-5 mikronai. Mitochondrijų skaičius ląstelėje svyruoja nuo dešimčių iki kelių tūkstančių. Jie yra tankesni už citoplazmą ir turi skirtingą cheminę sudėtį; juose yra 30-40% baltymų, 28-38% lipoidų ir 1-,6% ribonukleino rūgšties.

Mitochondrijos juda ląstelėje kartu su citoplazma, tačiau kai kuriose ląstelėse, matyt, jos taip pat gali judėti savarankiškai. Mitochondrijų vaidmuo ląstelių metabolizme yra labai svarbus.

Mitochondrijos yra centrai, kuriuose vyksta kvėpavimas ir susidaro makroerginiai ryšiai, uždengti adenozino trifosforo rūgštimi (ATP) ir turintys daug energijos (p. 70, 94-96).

Susidariusios energijos išlaisvinimas ir perdavimas vyksta dalyvaujant didelis skaičius mitochondrijose randami fermentai.

Goldžio kompleksas

Citoplazmoje yra Goldžio kompleksas, kurio forma skirtingose ​​ląstelėse skiriasi. Tai gali būti diskų, lazdelių, grūdelių pavidalo. Golgi aparate yra daug ertmių, apsuptų dviejų sluoksnių membrana. Jo vaidmuo sumažinamas iki kaupimosi ir pašalinimo iš ląstelės įvairių medžiagų gaminamas ląstelės.

Ribosomos

Ribosomos- tai submikroskopinės dalelės, turinčios iki 0,015 mikrono dydžio grūdelių formą. Ribosomose yra daug baltymų (iki 55%), jose gausu ribonukleino rūgšties (35%), kuri sudaro 65% visos ribonukleino rūgšties (RNR) ląstelėje.

Baltymai sintetinami ribosomose iš aminorūgščių, o tai įmanoma tik esant RNR. Ribosomos randamos citoplazmoje, branduolyje, plastiduose ir galbūt mitochondrijose.

Cheminė organelių sudėtis. Šiuo metu dėl didžiulio sukimosi greičio (dešimtys tūkstančių apsisukimų per minutę) centrifugų galima atskirti įvairias ląstelės dalis viena nuo kitos, nes jos turi skirtingą savitąjį svorį. Todėl atsirado galimybė mokytis biochemines savybes kiekviena ląstelės dalis.

Norėdami palyginti ląstelių organelių cheminę sudėtį, pateikiame duomenis (1 lentelė).

Augalų ląstelių organelių cheminė sudėtis
(sausosios medžiagos %)

Organoidinis	Voverės	Lipoidai	Nukleino rūgštys	Pastaba
Citoplazma	80-95	2-3	1-2	Dauguma nukleino rūgštys – DNR
Branduoliai	50-80	8-40	10-30
plastidai	30-45	20-40	0,5-3,0
Mitochondrijos	30-40	25-38	1-6
Ribosomos	50-57	3-4	35

Ląstelių sienelės

Būdingas augalo ląstelės bruožas yra stiprus apvalkalas, kuris suteikia ląstelei tam tikrą formą ir apsaugo protoplazmą nuo pažeidimų. Korpusas gali augti tik dalyvaujant protoplazmai. Ląstelių sienelės Jaunos ląstelės daugiausia susideda iš celiuliozės (ląstelienos), hemiceliuliozės ir pektino medžiagų.

Celiuliozės molekulės atrodo kaip ilgos grandinės, surinktos micelėse, kurių išsidėstymas skirtingose ​​ląstelėse yra nevienodas. Linų, kanapių ir kituose pluoštuose, kurie yra pailgos ląstelės, celiuliozės micelės išsidėsčiusios išilgai ląstelės tam tikru kampu. Tokio paties skersmens ląstelėse micelės yra išdėstytos visomis kryptimis tinklelio pavidalu. Korpuso tarpląstelinėse erdvėse yra vandens.

Augalinio organizmo gyvavimo metu gali atsirasti pakitimų ląstelės membranos struktūroje: lukštas gali sustorėti ir chemiškai pakisti. Apvalkalas sustorėja iš vidaus dėl gyvybinės protoplazmos veiklos, o ne per visą laiką. vidinis paviršius ląstelės; visada lieka nesustorėjusių vietų – porų, susidedančių tik iš plono celiuliozės apvalkalo.

Praeikite pro poras, esančias gretimose ląstelėse priešais viena kitą ploniausi siūlai citoplazma - plazmodesmata, kurios dėka vyksta mainai tarp ląstelių. Tačiau labai stipriai sustorėjus membranoms, medžiagų apykaita labai apsunkėja, ląstelėje lieka labai mažai protoplazmos ir tokios ląstelės žūva, pavyzdžiui, linų ir kanapių plaušienos.

Cheminiai pokyčiai taip pat gali atsirasti ląstelės membranoje, priklausomai nuo jos pobūdžio augalo audinys. Kutinizacija vyksta integumentiniuose audiniuose – epidermyje. Tuo pačiu metu celiuliozės apvalkalo tarpmicelinėse erdvėse kaupiasi kutinas – į riebalus panaši medžiaga, sunkiai prasiskverbianti į dujas ir vandenį.

Tačiau kutinizacija nesukelia ląstelių mirties, nes kutino nuosėdos neuždengia viso ląstelės paviršiaus. Vidinio audinio ląstelėse tik išorinė sienelė yra iškirpta, suformuojant vadinamąją odelę.

Suberinas, kamštienos medžiaga, taip pat panaši į riebalus ir nepralaidi vandeniui bei dujoms, taip pat gali nusėsti ląstelių membranose. Suberinas arba suberinas greitai nusėda visame membranos paviršiuje, dėl to sutrinka ląstelės mainai ir ji miršta. Taip pat gali būti lukšto lignifikacija. Šiuo atveju jis impregnuojamas ligninu, dėl kurio sustoja ląstelių augimas, o vėliau, esant stipresniam lignifikacijai, jos žūva.

ląstelių sultys

Jauna augalo ląstelė yra visiškai užpildyta protoplazma, tačiau ląstelei augant vakuolės prisipildo ląstelių sultys. Vakuolės pirmiausia atsiranda dideliais kiekiais mažų lašelių pavidalu, tada atskiros vakuolės pradeda jungtis į vieną centrinę ir protoplazma nustumiama atgal į ląstelės sieneles.

Mokslininkai gyvūno ląstelę laiko pagrindine gyvūnų karalystės atstovo kūno dalimi – tiek vienaląsčiais, tiek daugialąsčiais.

Jie yra eukariotai, turintys tikrą branduolį ir specializuotas struktūras – organoidus, atliekančias diferencijuotas funkcijas.

Augalai, grybai ir protistai turi eukariotines ląsteles; bakterijos ir archėjos turi paprastesnes prokariotines ląsteles.

Gyvūninės ląstelės struktūra skiriasi nuo augalo ląstelės. Gyvūnų ląstelė neturi sienelių ar chloroplastų (organelių, kurie atlieka savo veiklą).

Gyvūnų ląstelių piešinys su užrašais

Ląstelė susideda iš daugybės specializuotų organelių, atliekančių įvairias funkcijas.

Dažniausiai jame yra daugumos, kartais visų esamų tipų organelių.

Pagrindinės gyvūno ląstelės organelės ir organelės

Organelės ir organoidai yra „organai“, atsakingi už mikroorganizmo funkcionavimą.

Šerdis

Branduolys yra dezoksiribonukleino rūgšties (DNR), genetinės medžiagos, šaltinis. DNR yra baltymų, kontroliuojančių kūno būklę, kūrimo šaltinis. Branduolyje DNR grandinės tvirtai apsivynioja aplink labai specializuotus baltymus (histonus), sudarydamos chromosomas.

Branduolys atrenka genus, kontroliuodamas audinio vieneto veiklą ir funkciją. Priklausomai nuo ląstelės tipo, joje yra skirtingas genų rinkinys. DNR randama branduolio nukleoidinėje srityje, kur susidaro ribosomos. Branduolys yra apsuptas branduolinės membranos (kariolemos), dvigubo lipidų dvisluoksnio, atskiriančio jį nuo kitų komponentų.

Branduolys reguliuoja ląstelių augimą ir dalijimąsi. Kai branduolyje susidaro chromosomos, kurios dauginimosi procese dubliuojasi, sudarydamos du dukterinius vienetus. Organelės, vadinamos centrosomomis, padeda organizuoti DNR dalijimosi metu. Branduolys paprastai vaizduojamas vienaskaita.

Ribosomos

Ribosomos yra baltymų sintezės vieta. Jų yra visuose audinių vienetuose, augaluose ir gyvūnuose. Branduolys DNR seka, koduojanti tam tikrą baltymą, yra nukopijuojama į laisvą pasiuntinio RNR (mRNR) grandinę.

MRNR grandinė keliauja į ribosomą per pasiuntinio RNR (tRNR), o jos seka naudojama aminorūgščių išsidėstymui baltymą sudarančioje grandinėje nustatyti. Gyvūnų audiniuose ribosomos laisvai išsidėsčiusios citoplazmoje arba prisitvirtinusios prie endoplazminio tinklo membranų.

Endoplazminis Tinklelis

Endoplazminis tinklas (ER) yra membraninių maišelių (cisternų) tinklas, besitęsiantis iš išorinės branduolio membranos. Jis modifikuoja ir transportuoja ribosomų sukurtus baltymus.

Yra dviejų tipų endoplazminis tinklas:

• granuliuotas;
• agranuliuotas.

Granuliuotame ER yra prijungtų ribosomų. Agranuliniame ER nėra prijungtų ribosomų, jis dalyvauja kuriant lipidus ir steroidinius hormonus bei pašalinant toksines medžiagas.

Pūslelės

Pūslelės yra mažos lipidų dvisluoksnės sferos, sudarančios išorinę membraną. Jie naudojami molekulėms pernešti per ląstelę iš vienos organelės į kitą, dalyvauja medžiagų apykaitoje.

Specializuotose pūslelėse, vadinamose lizosomomis, yra fermentų, kurie virškina dideles molekules (angliavandenius, lipidus ir baltymus) į mažesnes, kad audinys galėtų lengviau panaudoti.

Goldžio kompleksas

Golgi aparatas (Golgi kompleksas, Golgi kūnas) taip pat susideda iš nesusijusių cisternų (skirtingai nei endoplazminis tinklas).

Golgi aparatas gauna baltymus, juos rūšiuoja ir supakuoja į pūsleles.

Mitochondrijos

Mitochondrijose vyksta ląstelių kvėpavimo procesas. Cukrus ir riebalai suskaidomi ir energija išsiskiria adenozino trifosfato (ATP) pavidalu. ATP kontroliuoja viską ląstelių procesai, mitochondrijos gamina ATP ląsteles. Mitochondrijos kartais vadinamos „generatoriais“.

Ląstelių citoplazma

Citoplazma yra skysta ląstelės aplinka. Jis gali veikti net ir be šerdies, tačiau trumpą laiką.

Citozolis

Citozolis vadinamas ląstelių skysčiu. Citozolis ir visos jame esančios organelės, išskyrus branduolį, bendrai vadinamos citoplazma. Citozolį daugiausia sudaro vanduo, jame taip pat yra jonų (kalio, baltymų ir mažų molekulių).

citoskeletas

Citoskeletas yra gijų ir vamzdelių tinklas, paskirstytas visoje citoplazmoje.

Jis atlieka šias funkcijas:

• suteikia formą;
• suteikia jėgų;
• stabilizuoja audinius;
• fiksuoja organelius tam tikrose vietose;
• vaidina svarbus vaidmuo signalizacijoje.

Yra trijų tipų citoskeleto gijos: mikrofilamentai, mikrovamzdeliai ir tarpiniai siūlai. Mikrofilamentai yra mažiausi citoskeleto elementai, o mikrotubulai yra didžiausi.

ląstelės membrana

ląstelės membrana visiškai supa gyvūnų ląstelę, kuri, skirtingai nei augalai, neturi ląstelės sienelės. Ląstelės membrana yra dvigubas fosfolipidų sluoksnis.

Fosfolipidai yra molekulės, kuriose yra fosfatų, prijungtų prie glicerolio ir radikalų riebalų rūgštys. Jie spontaniškai sudaro dvigubas membranas vandenyje dėl savo hidrofilinių ir hidrofobinių savybių.

Ląstelės membrana yra selektyviai pralaidi – ji sugeba perleisti tam tikras molekules. Deguonis ir anglies dioksidas lengvai praeina, o didelės arba įkrautos molekulės turi praeiti specialiu kanalu membranoje, kuris palaiko homeostazę.

Lizosomos

Lizosomos yra organelės, vykdančios medžiagų skaidymą. Lizosomoje yra apie 40 fermentų. Įdomu tai, kad pats ląstelinis organizmas yra apsaugotas nuo degradacijos, jei lizosomų fermentai prasiskverbia į citoplazmą, o savo funkcijas baigusios mitochondrijos yra suyra. Po skilimo susidaro liekamieji kūnai, pirminės lizosomos virsta antrinėmis.

Centriolė

Centrioliai yra tankūs kūnai, esantys šalia branduolio. Centrolių skaičius skiriasi, dažniausiai būna du. Centrioliai yra sujungti endoplazminiu tilteliu.

Kaip atrodo gyvūno ląstelė po mikroskopu?

Standartiniu optiniu mikroskopu matomi pagrindiniai komponentai. Dėl to, kad jie yra sujungti nuolat besikeičiančiame organizme, kuris juda, gali būti sunku nustatyti atskirus organelius.

Šios dalys nekelia abejonių:

• šerdis;
• citoplazma;
• ląstelės membrana.

Didelė mikroskopo skiriamoji geba, kruopščiai paruoštas preparatas ir tam tikra praktika padės išsamiau ištirti ląstelę.

Centriolių funkcijos

Tikslios centriolės funkcijos lieka nežinomos. Yra plačiai paplitusi hipotezė, kad centrioliai dalyvauja dalijimosi procese, formuodami dalijimosi veleną ir nustatydami jo kryptį, tačiau moksliniame pasaulyje nėra tikrumo.

Žmogaus ląstelės sandara – piešinys su užrašais

Žmogaus ląstelių audinio vienetas turi sudėtinga struktūra. Paveikslėlyje parodytos pagrindinės konstrukcijos.

Kiekvienas komponentas turi savo paskirtį, tik konglomerate užtikrina svarbios gyvo organizmo dalies funkcionavimą.

Gyvos ląstelės požymiai

Gyva ląstelė savo savybėmis yra panaši į gyvą būtybę kaip visumą. Jis kvėpuoja, maitinasi, vystosi, dalijasi, jo struktūroje vyksta įvairūs procesai. Akivaizdu, kad natūralių procesų išnykimas kūnui reiškia mirtį.

Skiriamieji augalų ir gyvūnų ląstelių bruožai lentelėje

Augalų ir gyvūnų ląstelės turi ir panašumų, ir skirtumų, kurie trumpai aprašyti lentelėje:

ženklas	daržovių	Gyvūnas
Gauti mitybą	Autotrofinis. Fotosintezuoja maistinių medžiagų	Heterotrofinis. Ekologiškų negamina.
Galios saugykla	vakuolėje	citoplazmoje
Atsarginiai angliavandeniai	krakmolo	glikogeno
dauginimosi sistema	Pertvaros susidarymas motininiame vienete	Susiaurėjimo formavimas tėvų vienete
Ląstelių centras ir centrioliai	Žemesniuose augaluose	Visų rūšių
ląstelių sienelės	Tankus, išlaiko formą	Lankstus, leidžia keistis

Pagrindiniai komponentai yra panašūs ir augalų, ir gyvūnų dalelių.

Išvada

Gyvūnų ląstelė yra sudėtingas gyvas organizmas su skiriamieji ženklai, funkcijos, egzistavimo tikslas. Visos organelės ir organoidai prisideda prie šio mikroorganizmo gyvavimo proceso.

Kai kuriuos komponentus ištyrė mokslininkai, o kitų funkcijas ir ypatybes dar reikia atrasti.

Ląstelė – pagrindinė gyvosios medžiagos organizavimo forma, elementarus organizmo vienetas. Tai savaime besidauginanti sistema, kuri yra izoliuota nuo išorinės aplinkos ir išlaiko tam tikrą koncentraciją cheminių medžiagų, bet kartu vykdo nuolatinius mainus su aplinka.

Ląstelė – pagrindinė struktūrinis vienetas vienaląsčiai, kolonijiniai ir daugialąsčiai organizmai. Vienintelė vienaląsčio organizmo ląstelė yra universali, ji atlieka visas gyvybei ir dauginimuisi užtikrinti būtinas funkcijas. Daugialąsčiuose organizmuose ląstelės yra labai įvairios pagal dydį, formą ir vidinę struktūrą. Ši įvairovė siejama su ląstelių atliekamų funkcijų pasidalijimu organizme.

Nepaisant didžiulės įvairovės, augalų ląstelėms būdinga bendra struktūra – tai ląstelės eukariotų, kurios turi formalizuotą šerdį. Iš kitų eukariotų – gyvūnų ir grybų – ląstelių jie išskiriami šias funkcijas: 1) plastidų buvimas; 2) ląstelės sienelės, kurios pagrindinis komponentas yra celiuliozė, buvimas; 3) gerai išvystyta vakuolių sistema; 4) centriolių nebuvimas dalijimosi metu; 5) augimas tempiant.

Augalų ląstelių forma ir dydis yra labai įvairūs ir priklauso nuo jų padėties augalo kūne bei atliekamų funkcijų. Sandariai uždarytos ląstelės dažniausiai turi daugiakampių formą, kurią lemia jų tarpusavio slėgis, pjūviuose jie dažniausiai atrodo kaip 4–6 kampų. Vadinamos ląstelės, kurių skersmuo visomis kryptimis yra maždaug vienodas parenchiminis. Prosenchiminė ląstelės vadinamos stipriai pailgos ilgio, ilgis viršija jų plotį 5-6 ar daugiau kartų. Skirtingai nuo gyvūnų ląstelių, suaugusių augalų ląstelės visada turi pastovią formą, o tai paaiškinama kietos ląstelės sienelės buvimu.

Daugumos augalų ląstelių dydis svyruoja nuo 10 iki 100 mikronų (dažniausiai 15-60 mikronų), jos matomos tik pro mikroskopą. Ląstelės, kuriose kaupiasi vanduo ir maistinės medžiagos, paprastai yra didesnės. Arbūzo, citrinos, apelsino vaisių minkštimas susideda iš tokių didelių (kelių milimetrų) ląstelių, kad jas galima pamatyti plika akimi. Kai kurios prosenchiminės ląstelės pasiekia labai ilgą ilgį. Pavyzdžiui, linų karnienos pluošto ilgis yra apie 40 mm, o dilgėlių - 80 mm, o jų skerspjūvio vertė išlieka mikroskopinėse ribose.

Ląstelių skaičius augale pasiekia astronomines vertes. Taigi viename medžio lape yra daugiau nei 100 milijonų ląstelių.

Augalų ląstelėje galima išskirti tris pagrindines dalis: 1) angliavandenių ląstelių sienelės, supančios ląstelę iš išorės; 2) protoplastas- gyvasis ląstelės turinys, - gana plono sienelės sluoksnio pavidalu prispaudžiamas prie ląstelės sienelės ir 3) vakuolė- erdvė centrinėje ląstelės dalyje, užpildyta vandeningu turiniu, ląstelių sultys. Ląstelės sienelė ir vakuolė yra protoplasto atliekos.

2.2. Protoplastas

Protoplastas- aktyvus gyvas ląstelės turinys. Protoplastas yra labai sudėtingas darinys, suskirstytas į įvairius komponentus, vadinamus organelės (organelės), kurie jame nuolat randami, turi būdingą struktūrą ir atlieka specifines funkcijas ( ryžių. 2.1). Ląstelių organelės yra šerdis, plastidai, mitochondrijos, ribosomos, endoplazminis neto, aparatai Golgi, lizosomos, mikrokūnas. Organelės yra panardintos į hialoplazma kuri užtikrina jų sąveiką. Hialoplazma su organelėmis atėmus branduolį, yra citoplazma ląstelės. Protoplastas yra atskirtas nuo ląstelės sienelės išorine membrana plazmolema, iš vakuolės – vidinės membranos – tonoplastas. Visi pagrindiniai medžiagų apykaitos procesai vyksta protoplaste.

Ryžiai. 2.1. Augalo ląstelės sandara pagal elektroninę mikroskopiją: 1 – šerdis; 2 - branduolinis apvalkalas; 3 - branduolinė pora; 4 - branduolys; 5 - chromatinas; 6 - karioplazma; 7- ląstelių sienelės; 8 - plazmolema; 9 - plazmodesmata; 10 - agranulinis endoplazminis tinklas; 11 - granuliuotas endoplazminis tinklas; 12 - mitochondrijos; 13 - ribosomos; 14 - lizosoma; 15 - chloroplastas; 16 - diktiosomas; 17 - hialoplazma; 18 - tonoplastas; 19 - vakuolė.

Protoplasto cheminė sudėtis yra labai sudėtinga ir įvairi. Kiekviena ląstelė pasižymi savo chemine sudėtimi, priklausomai nuo fiziologinių funkcijų. Pagrindinės klasės konstitucinis t.y., junginiai, sudarantys protoplastą, yra: vanduo (60-90%), baltymai (40-50% sausos protoplasto masės), nukleorūgštys (1-2%), lipidai (2-3%). ), angliavandeniai ir kt organiniai junginiai. Protoplasto sudėtyje taip pat yra neorganinių medžiagų mineralinių druskų jonų pavidalu (2-6%). Baltymus, nukleino rūgštis, lipidus ir angliavandenius sintetina pats protoplastas.

Be konstitucinių medžiagų, ląstelėje yra atsarginis medžiagos (laikinai pašalintos iš medžiagų apykaitos) ir šiukšlių(galutiniai produktai). Atsarginės medžiagos ir atliekos gavo apibendrintą pavadinimą ergastiškas medžiagų. Ergastinės medžiagos, kaip taisyklė, kaupiasi vakuolių ląstelių sultyse ištirpusios formos ar formos įtraukimas- šviesos mikroskopu matomos formos dalelės. Ergastinėms medžiagoms dažniausiai priskiriamos antrinės sintezės medžiagos, tiriamos farmakognozijos metu – terpenoidai, alkaloidai, polifenoliniai junginiai.

Pagal fizikines savybes protoplastas yra daugiafazis koloidinis tirpalas (tankis 1,03-1,1). Dažniausiai tai būna hidrozolis, t.y. koloidinė sistema, kurioje vyrauja dispersinė terpė – vanduo. Gyvoje ląstelėje yra protoplasto turinys nuolatiniame judėjime, jį galima pamatyti po mikroskopu judant organelėms ir inkliuzams. Judėjimas gali būti rotacinis(viena kryptimi) arba dryžuotas(skirtingose ​​citoplazmos gijose srovių kryptis skiriasi). Citoplazminė srovė taip pat vadinama ciklozė. Tai užtikrina geresnį medžiagų transportavimą ir skatina ląstelių aeraciją.

Citoplazma– privaloma gyvos ląstelės dalis, kurioje vyksta visi ląstelių apykaitos procesai, išskyrus nukleorūgščių sintezę, kuri vyksta branduolyje. Citoplazmos pagrindas yra jos matrica, arba hialoplazma, kuriame yra įterptos organelės.

Hialoplazma- sudėtinga bespalvė, optiškai skaidri koloidinė sistema, ji suriša visus į ją panardintus organelius, užtikrindama jų sąveiką. Hialoplazmoje yra fermentų ir ji aktyviai dalyvauja ląstelių metabolizmas, toks biocheminiai procesai, kaip glikolizė, aminorūgščių sintezė, riebalų rūgščių ir aliejų sintezė ir kt. Jis gali aktyviai judėti ir dalyvauja medžiagų pernešime ląstelėje.

Dalis hialoplazmos struktūrinių baltymų komponentų sudaro supramolekulinius agregatus su griežtai išdėstytu molekulių išdėstymu - mikrovamzdeliai Ir mikrofilamentai. mikrovamzdeliai yra plonos cilindrinės struktūros, kurių skersmuo yra apie 24 nm, o ilgis - iki kelių mikrometrų. Jų siena susideda iš spirališkai išdėstytų sferinių tubulino subvienetų. Mikrovamzdeliai dalyvauja ląstelės sienelės celiuliozės mikrofibrilių, suformuotų plazmalemos, orientacijoje, ląstelėje pernešant ir palaikant protoplasto formą. Iš jų mitozės metu susidaro verpstės pluoštai, žvyneliai ir blakstienos. Mikrofilamentai yra ilgos 5-7 nm storio gijos, susidedančios iš susitraukiančio baltymo aktino. Hialoplazmoje jie sudaro ryšulius – citoplazmines skaidulas arba įgauna trimačio tinklo formą, prisitvirtina prie plazmalemos, plastidų, endoplazminio tinklo elementų, ribosomų, mikrotubulių. Manoma, kad susitraukdami mikrofilamentai sukuria hialoplazmos judėjimą ir kryptingą prie jų prisitvirtinusių organelių judėjimą. Mikrotubulių ir mikrofilamentų derinys yra citoskeletas.

Citoplazmos struktūra yra pagrįsta biologinės membranos- ploniausios (4-10 nm) plėvelės, sudarytos daugiausia iš fosfolipidų ir baltymų - lipoproteinų. Lipidų molekulės sudaro struktūrinį membranų pagrindą. Fosfolipidai yra išdėstyti dviem lygiagrečiais sluoksniais taip, kad jų hidrofilinės dalys būtų nukreiptos į išorę, vandens aplinka, o hidrofobinių riebalų rūgščių likučių – viduje. Dalis baltymų molekulių yra išsidėsčiusios nenutrūkstančiame sluoksnyje lipidų karkaso paviršiuje iš vienos arba abiejų pusių, dalis jų yra panardintos į šį karkasą, o dalis praeina pro jį, sudarydamos hidrofilines „poras“ membranoje ( ryžių. 2.2). Daugumą membraninių baltymų atstovauja įvairūs fermentai.

Ryžiai. 2.2. Biologinės membranos sandaros schema : B- baltymo molekulė; fl yra fosfolipidų molekulė.

Membranos yra gyvi citoplazmos komponentai. Jie atskiria protoplastą nuo ekstraląstelinės aplinkos, sukuria išorinę organelių sieną ir dalyvauja kuriant jų vidinę struktūrą, daugeliu atžvilgių būdami savo funkcijų nešėjais. Būdingas membranų bruožas yra jų izoliacija, tęstinumas – jų galai niekada nėra atviri. Kai kuriose ypač aktyviose ląstelėse membranos gali sudaryti iki 90% citoplazmos sausosios medžiagos.

Viena iš pagrindinių savybių biologinės membranos- jų rinkimų pralaidumas(pusiau pralaidumas): vienos medžiagos prasiskverbia pro jas sunkiai arba visai nepraeina (barjerinė savybė), kitos lengvai. Selektyvus membranų pralaidumas sukuria galimybę citoplazmą padalyti į izoliuotus skyrius - skyriai- skirtinga cheminė sudėtis, kurioje vienu metu ir nepriklausomai vienas nuo kito gali vykti įvairūs biocheminiai procesai, dažnai priešinga kryptimi.

Protoplasto ribinės membranos yra plazmolema- plazminės membranos ir tonoplastas- vakuolinė membrana. Plazmalema – išorinė, paviršinė citoplazmos membrana, dažniausiai glaudžiai besiribojanti su ląstelės sienele. Jis reguliuoja ląstelių metabolizmą aplinką, suvokia dirginimą ir hormoninius dirgiklius, koordinuoja ląstelės sienelės celiuliozės mikrofibrilių sintezę ir surinkimą. Tonoplastas reguliuoja metabolizmą tarp protoplasto ir ląstelės sulčių.

Ribosomos- mažos (apie 20 nm), beveik sferinės granulės, susidedančios iš ribonukleoproteinų - RNR ir įvairių struktūrinių baltymų kompleksų. Tai vienintelės eukariotinės ląstelės organelės, neturinčios membranų. Ribosomos yra laisvai išsidėsčiusios ląstelės citoplazmoje arba prisitvirtinusios prie endoplazminio tinklo membranų. Kiekvienoje ląstelėje yra dešimtys ir šimtai tūkstančių ribosomų. Ribosomos išsidėsčiusios pavieniui arba grupėmis po 4-40 ( poliribosomos, arba polisomos), kur atskiros ribosomos yra tarpusavyje sujungtos gijine pasiuntinio RNR molekule, kuri neša informaciją apie baltymo struktūrą. Ribosomos (tiksliau, polisomos) yra baltymų sintezės centrai ląstelėje.

Ribosoma susideda iš dviejų subvienetų (didelių ir mažų), tarpusavyje sujungtų magnio jonais. Subvienetai susidaro branduolyje, būtent branduolyje, ribosomų surinkimas vyksta citoplazmoje. Ribosomų taip pat yra mitochondrijose ir plastidėse, tačiau jų dydis yra mažesnis ir atitinka prokariotinių organizmų ribosomų dydį.

endoplazminis tinklas (endoplazminis tinklas) yra šakotas trimatis kanalų, pūslelių ir cisternų tinklas, apribotas membranomis, prasiskverbiantis į hialoplazmą. Endoplazminis tinklas ląstelėse, kurios sintetina baltymus, susideda iš membranų, kurios neša išorinis paviršius ribosomos. Ši forma vadinama granuliuotas, arba žiaurus (ryžių. 2.1). Endoplazminis tinklas, neturintis ribosomų, vadinamas agranuliuotas, arba sklandžiai. Agranulinis endoplazminis tinklas dalyvauja riebalų ir kitų lipofilinių junginių (eterinių aliejų, dervų, gumos) sintezėje.

Endoplazminis tinklas veikia kaip ląstelės ryšio sistema ir naudojamas medžiagoms transportuoti. Kaimyninių ląstelių endoplazminiai tinklai yra sujungti per citoplazmines grandines - plazmodesmata kurie praeina pro ląstelių sieneles. Endoplazminis tinklas yra ląstelių membranų formavimosi ir augimo centras. Iš jo susidaro tokie ląstelių komponentai kaip vakuolės, lizosomos, diktiosomos, mikrokūnai. Per endoplazminį tinklą vyksta organelių sąveika.

Goldžio kompleksas pavadintas italų mokslininko K. Golgi vardu, kuris pirmą kartą aprašė jį gyvūnų ląstelėse. Augalų ląstelėse Golgi aparatas susideda iš atskirų diktiozomas, arba golgi kūnas Ir golgi pūslelės. Kiekviena diktiosoma yra 5–7 ar daugiau suplotų, apvalių, maždaug 1 µm skersmens cisternų, apribotų membrana ( ryžių. 2.3). Išilgai kraštų diktiosomos dažnai pereina į plonų išsišakojusių vamzdelių sistemą. Diktiosomų skaičius ląstelėje labai skiriasi (nuo 10-50 iki kelių šimtų), priklausomai nuo ląstelės tipo ir jos vystymosi fazės. Įvairaus skersmens Golgi pūslelės atsiskiria nuo diktiozomų cisternų ar vamzdelių kraštų ir dažniausiai eina link plazmalemos arba vakuolės.

Ryžiai. 2.3. Diktiosomos sandaros schema.

Diktiosomos yra polisacharidų, pirmiausia pektino medžiagų ir ląstelės sienelės matricos bei gleivių hemiceliuliozės, sintezės, kaupimosi ir išsiskyrimo centrai. Golgi pūslelės perneša polisacharidus į plazmalemą. Golgi aparatas ypač sukurtas ląstelėse, kurios intensyviai išskiria polisacharidus.

Lizosomos-organelės, atskirtos nuo hialoplazmos membrana ir turinčios hidrolizinių fermentų, galinčių sunaikinti organinius junginius. Augalų ląstelių lizosomos yra mažos (0,5-2 mikronų) citoplazminės vakuolės ir pūslelės – endoplazminio tinklelio arba Golgi aparato dariniai. Pagrindinė lizosomų funkcija yra lokali autolizė- atskirų savos ląstelės citoplazmos sekcijų sunaikinimas, pasibaigiantis citoplazminės vakuolės susidarymu jos vietoje. Vietinė autolizė augaluose pirmiausia yra apsauginė vertė: laikinai trūkstant maistinių medžiagų, ląstelė gali išlikti gyvybinga, virškindama dalį citoplazmos. Kita lizosomų funkcija – susidėvėjusių ar perteklinių ląstelių organelių pašalinimas, taip pat ląstelės ertmės išvalymas žuvus jos protoplastui, pavyzdžiui, formuojantis vandeniui laidžiams elementams.

mikrokūnas- mažos (0,5-1,5 mikrono) sferinės organelės, apsuptos viena membrana. Viduje yra smulkiagrūdė tanki matrica, susidedanti iš redokso fermentų. Garsiausias iš mikrokūnų glioksisomos Ir peroksisomos. Glioksisomos dalyvauja riebalinių aliejų pavertime cukrumi, o tai vyksta sėklų dygimo metu. Peroksisomose vyksta šviesos kvėpavimo reakcijos (fotokvėpavimas), o fotosintezės produktai jose oksiduojasi, susidarant amino rūgštims.

mitochondrijos - apvalios arba elipsės formos, rečiau gijinės 0,3-1 mikrono skersmens organelės, apsuptos dviejų membranų. Vidinė membrana formuoja ataugas į mitochondrijų ertmę - cristae, kurios žymiai padidina jo vidinį paviršių. Tarpas tarp kriaušių yra užpildytas matrica. Matricoje yra ribosomos, mažesnės už hialoplazmines ribosomas, ir jos pačios DNR grandinės ( ryžių. 2.4).

Ryžiai. 2.4. Mitochondrijų struktūros schemos trimačiame vaizde (1) ir pjūvyje (2): VM- vidinė mitochondrijų membrana; DNR- mitochondrijų DNR grandinė; KAM- Krista; Ma- matrica; NM – išorinė membrana mitochondrijos; R- mitochondrijų ribosomos.

Mitochondrijos vadinamos ląstelės jėgainėmis. Jie atlieka intraląstelinį kvėpavimas, ko pasekoje, išsiskiriant energijai, suskaidomi organiniai junginiai. Ši energija naudojama ATP sintezei oksidacinis fosforilinimas. ATP sukaupta energija pagal poreikį panaudojama įvairių medžiagų sintezei ir įvairiems fiziologiniams procesams. Mitochondrijų skaičius ląstelėje svyruoja nuo kelių iki kelių šimtų, ypač sekrecinėse ląstelėse.

Mitochondrijos yra nuolatinės organelės, kurios vėl neatsiranda, o pasiskirsto dalijantis tarp dukterinių ląstelių. Mitochondrijų skaičiaus padidėjimas atsiranda dėl jų dalijimosi. Tai įmanoma dėl jų pačių nukleino rūgščių buvimo mitochondrijose. Mitochondrijos, kontroliuojamos mitochondrijų DNR, gali sintezuoti nuo branduolio nepriklausomą kai kuriuos savo baltymus savo ribosomose. Tačiau ši nepriklausomybė nėra visiška, nes mitochondrijų vystymasis vyksta kontroliuojant branduoliui, todėl mitochondrijos yra pusiau autonominės organelės.

plastidai organelės, randamos tik augaluose. Yra trys plastidų tipai: 1) chloroplastai(žaliosios plastidės); 2) chromoplastai(plastidai yra geltoni, oranžiniai arba raudoni) ir leukoplastai(bespalvės plastidės). Paprastai ląstelėje randama tik vieno tipo plastidas.

Chloroplastai yra svarbiausios fotosintezei. Juose yra žalio pigmento chlorofilas, suteikiant augalams žalią spalvą, ir grupei priklausančių pigmentų karotinoidų. Karotinoidai būna įvairių spalvų – nuo ​​geltonos ir oranžinės iki raudonos ir rudos, tačiau dažniausiai tai užmaskuojama chlorofilu. Karotinoidai skirstomi į karotinų, kurie yra oranžinės spalvos, ir ksantofilai turintis geltoną spalvą. Tai lipofiliniai (riebaluose tirpūs) pigmentai, pagal cheminę struktūrą priklauso terpenoidams.

Augaliniai chloroplastai yra abipus išgaubto lęšio formos ir yra 4–7 µm dydžio, jie aiškiai matomi šviesos mikroskopu. Chloroplastų skaičius fotosintezės ląstelėse gali siekti 40-50. Dumbliuose fotosintezės aparato vaidmenį atlieka chromatoforai. Jų forma įvairi: taurelės (chlamidomonos), kaspininės (spirogyra), lamelės (pinnularia) ir kt. Chromatoforai daug didesni, jų skaičius ląstelėje – nuo ​​1 iki 5.

Chloroplastai turi sudėtingą struktūrą. Jas nuo hialoplazmos skiria dvi membranos – išorinė ir vidinė. Vidinis turinys vadinamas stroma. Vidinė membrana sudaro sudėtingą, griežtai sutvarkytą membranų sistemą chloroplasto viduje, suformuotą kaip plokščios pūslelės, vadinamos tilakoidai. Tylakoidai yra sukrauti - grūdai primenančios monetų stulpelius. Granos yra sujungtos viena su kita stromos tilakoidais (tarpgranuliniais tilakoidais), praeinančiais per juos išilgai plastido ( ryžių. 2.5). Chlorofilas ir karotenoidai yra įterpti į granelio tilakoidines membranas. Chloroplastų stromoje yra plastoglobulės- sferiniai riebalinių aliejų intarpai, kuriuose yra ištirpę karotenoidai, taip pat ribosomos, panašios į prokariotų ir mitochondrijų dydžius, ir DNR grandinės. Dažnai krakmolo grūdeliai randami chloroplastuose, tai yra vadinamasis pirminis, arba asimiliacija krakmolo- laikinas fotosintezės produktų saugojimas.

Ryžiai. 2.5. Chloroplasto struktūros schema trimačiame vaizde (1) ir pjūvyje (2): Vm– vidinė membrana; Gr- grana; DNR- plastidinės DNR grandinė; NM– išorinė membrana; Pg- plastoglobulė; R- chloroplastų ribosomos; SU- stroma; TIG- tilakoido grana; Tim- tarpgranalinis tilakoidas.

Chlorofilas ir chloroplastai susidaro tik šviesoje. Tamsoje auginami augalai neturi žalios spalvos ir yra vadinami etioliuotas. Vietoj tipiškų chloroplastų jie sudaro pakitusius plastidus, kurie neturi išvystytos vidinės membranos sistemos, - etioplastai.

Pagrindinė chloroplastų funkcija yra fotosintezė, dėl šviesos energijos susidaro organinės medžiagos iš neorganinių. Chlorofilas vaidina pagrindinį vaidmenį šiame procese. Jis sugeria šviesos energiją ir nukreipia ją į fotosintezės reakcijų įgyvendinimą. Šios reakcijos skirstomos į priklausomas nuo šviesos ir tamsiąsias (nereikalaujančias šviesos). Nuo šviesos priklausomos reakcijos susideda iš šviesos energijos pavertimo chemine energija ir vandens skaidymu (fotolize). Jie apsiriboja tilakoidinėmis membranomis. Chloroplastų stromoje vyksta tamsiosios reakcijos – ore esančio anglies dioksido redukcija vandens vandeniliu iki angliavandenių (CO 2 fiksacija).

Chloroplastuose, kaip ir mitochondrijose, sintetinamas ATP. Šiuo atveju energijos šaltinis yra saulės šviesa, todėl ji vadinama fotofosforilinimas. Chloroplastai taip pat dalyvauja aminorūgščių ir riebalų rūgščių sintezėje, tarnauja kaip laikinų krakmolo atsargų saugykla.

DNR ir ribosomų buvimas rodo, kaip ir mitochondrijų atveju, savo baltymus sintezuojančios sistemos egzistavimą chloroplastuose. Iš tiesų, dauguma tilakoidinių membranų baltymų yra sintetinami chloroplastų ribosomose, o dauguma stromos baltymų ir membraninių lipidų yra ekstraplastinės kilmės.

Leukoplastai - maži bespalviai plastidai. Jų daugiausia yra paslėptų organų ląstelėse saulės šviesa pavyzdžiui, šaknys, šakniastiebiai, gumbai, sėklos. Jų struktūra iš esmės panaši į chloroplastų struktūrą: dviejų membranų apvalkalas, stroma, ribosomos, DNR grandinės, plastoglobulės yra panašios į chloroplastų. Tačiau skirtingai nei chloroplastai, leukoplastai turi prastai išvystytą vidinę membranų sistemą.

Leukoplastai yra organelės, susijusios su rezervinių maistinių medžiagų, pirmiausia krakmolo, retai baltymų ir lipidų, sinteze ir kaupimu. Leukoplastai, kaupiantys krakmolą , paskambino amiloplastai. Šis krakmolas yra grūdelių pavidalo, priešingai nei chloroplastų asimiliacinis krakmolas, vadinamas atsarginis, arba antraeilis. Saugojimo baltymas gali būti nusodinamas kristalų arba amorfinių inkliuzų pavidalu į vadinamąsias proteinoplastai, riebaliniai aliejai – plastoglobulių pavidalu in elaioplastai.

Dažnai ląstelėse yra leukoplastų, kurie nekaupia atsarginių maistinių medžiagų, jų vaidmuo dar nėra iki galo išaiškintas. Šviesoje leukoplastai gali virsti chloroplastais.

Chromoplastai - plastidai yra oranžinės, raudonos ir geltonos spalvos, tai yra dėl pigmentų, priklausančių karotinoidų grupei. Chromoplastai randami daugelio augalų (medetkų, ranunculus, kiaulpienių), subrendusių vaisių (pomidorų, laukinių rožių, kalnų pelenų, moliūgų, arbūzų), retai - šakniavaisiuose (morkose), taip pat rudeniniuose lapuose. .

Vidinės membranos sistemos chromoplastuose, kaip taisyklė, nėra. Karotinoidai dažniausiai ištirpsta riebaliniuose plastoglobulių aliejuose ( ryžių. 2.6), o chromoplastai yra daugiau ar mažiau sferiniai. Kai kuriais atvejais (morkų šaknyse, arbūzų vaisiuose) karotinoidai nusėda kristalų pavidalu. įvairių formų. Kristalas ištempia chromoplasto membranas ir įgauna savo formą: dantytas, adatos, pjautuvo formos, plokščias, trikampis, rombinis ir kt.

Ryžiai. 2.6. Vėdryno žiedlapio mezofilo ląstelės chromoplastas: VM– vidinė membrana; NM– išorinė membrana; Pg- plastoglobulė; SU- stroma.

Chromoplastų reikšmė dar nėra iki galo išaiškinta. Dauguma jų yra senstančios plastidės. Paprastai jie išsivysto iš chloroplastų, o plastiduose sunaikinamas chlorofilas ir vidinė membranos struktūra, kaupiasi karotinoidai. Tai atsitinka, kai vaisiai sunoksta, o lapai rudenį pagelsta. Chromoplastų netiesioginė biologinė reikšmė yra ta, kad jie lemia ryškią žiedų ir vaisių spalvą, kuri pritraukia vabzdžius kryžminiam apdulkinimui ir kitus gyvūnus vaisių sklaidai. Leukoplastai taip pat gali virsti chromoplastais.

Visi trys plastidžių tipai susidaro iš proplastidas- maži bespalviai kūnai, esantys meristematinėse (dalijamosiose) šaknų ir ūglių ląstelėse. Proplastidai geba dalytis ir diferencijuodami virsta įvairių tipų plastidėmis.

Evoliucine prasme pirminis, pradinis plastidų tipas yra chloroplastai, iš kurių atsirado kitų dviejų tipų plastidai. Individualaus vystymosi (ontogenezės) procese beveik visų tipų plastidai gali virsti viena kita.

Plastidės turi daug ypatybių su mitochondrijomis, kurios išskiria jas iš kitų citoplazmos komponentų. Visų pirma, tai yra dviejų membranų apvalkalas ir santykinė genetinė autonomija dėl savo ribosomų ir DNR buvimo. Šis organelių ypatumas sudarė pagrindą idėjai, kad plastidų ir mitochondrijų pirmtakai buvo bakterijos, kurios evoliucijos procese pasirodė esančios eukariotinės ląstelės viduje ir palaipsniui virto chloroplastais ir mitochondrijomis.

Šerdis- pagrindinė ir privaloma eukariotinės ląstelės dalis. Branduolys yra ląstelės metabolizmo, jos augimo ir vystymosi valdymo centras, kontroliuoja visų kitų organelių veiklą. Branduolys saugo genetinę informaciją ir perduoda ją dukterinėms ląstelėms ląstelių dalijimosi metu. Branduolys yra visose gyvose augalų ląstelėse, išskyrus tik subrendusius floemo sieto vamzdelių segmentus. Ląstelės su nuotoliniu branduoliu, kaip taisyklė, greitai miršta.

Branduolys yra didžiausias organelė, jo dydis yra 10-25 mikronai. Labai dideli branduoliai lytinėse ląstelėse (iki 500 mikronų). Branduolio forma dažnai būna sferinė arba elipsoidinė, tačiau labai pailgose ląstelėse jis gali būti lęšinis arba fusiformas.

Ląstelėje paprastai yra vienas branduolys. Jaunose (meristeminėse) ląstelėse jis dažniausiai užima centrinę vietą. Kai augate centrinė vakuolė branduolys juda į ląstelės sienelę ir yra citoplazmos sienelės sluoksnyje.

Pagal cheminę sudėtį branduolys smarkiai skiriasi nuo kitų organelių dideliu (15-30%) DNR, ląstelės paveldimumo medžiagos, kiekiu. Branduolys sudaro 99% ląstelės DNR, jis sudaro kompleksus su branduolio baltymais - dezoksiribonukleoproteinais. Branduolys taip pat turi daug RNR (daugiausia mRNR ir rRNR) ir baltymų.

Branduolio struktūra yra vienoda visose eukariotinėse ląstelėse. Branduolys yra chromatinas Ir branduolys kurios yra panardintos į karioplazma; branduolys yra atskirtas nuo citoplazmos branduolinis apvalkalas su poromis ( ryžių. 2.1).

branduolinis apvalkalas susideda iš dviejų membranų. Išorinėje membranoje, besiribojančioje su hialoplazma, yra pritvirtintos ribosomos. Apvalkalas yra persmelktas gana didelėmis poromis, todėl labai palengvina mainus tarp citoplazmos ir branduolio; Pro poras praeina baltymų makromolekulės, ribonukleoproteinai, ribosomų subvienetai ir kt.Išorinė branduolio membrana vietomis susijungia su endoplazminiu tinklu.

Karioplazma (nukleoplazma, arba branduolinis sultys)- pagrindinė branduolio medžiaga, tarnauja kaip paskirstymo terpė konstrukciniai komponentai- chromatinas ir branduolys. Jame yra fermentų, laisvųjų nukleotidų, aminorūgščių, mRNR, tRNR, chromosomų atliekų ir branduolio.

branduolys- tankus, sferinis kūnas, kurio skersmuo 1-3 mikronai. Paprastai branduolyje yra 1-2, kartais keli branduoliai. Branduoliai yra pagrindinis branduolinės RNR nešėjas ir susideda iš ribonukleoproteinų. Branduolių funkcija yra rRNR sintezė ir ribosomų subvienetų susidarymas.

Chromatinas yra svarbiausia branduolio dalis. Chromatinas susideda iš DNR molekulių, susijusių su baltymais – dezoksiribonukleoproteinais. Ląstelių dalijimosi metu chromatinas diferencijuojasi į chromosomos. Chromosomos yra sutankintos spiralizuotos chromatino gijos, kurios aiškiai išsiskiria mitozės metafazėje, kai galima suskaičiuoti chromosomų skaičių ir atsižvelgti į jų formą. Chromatinas ir chromosomos užtikrina paveldimos informacijos saugojimą, jos dubliavimą ir perdavimą iš ląstelės į ląstelę.

Chromosomų skaičius ir forma ( kariotipas) yra vienodi visose tos pačios rūšies organizmų kūno ląstelėse. Somatinių (ne lyčių) ląstelių branduoliuose yra diploidas(dvigubas) chromosomų rinkinys – 2n. Jis susidaro susiliejus dviem lytinėms ląstelėms su haploidas(vienas) chromosomų rinkinys – n. Diploidiniame rinkinyje kiekvieną chromosomų porą vaizduoja homologinės chromosomos, viena iš motinos, o kita iš tėvo organizmo. Lytinės ląstelės turi po vieną chromosomą iš kiekvienos homologinių chromosomų poros.

Chromosomų skaičius skirtinguose organizmuose svyruoja nuo dviejų iki kelių šimtų. Paprastai kiekviena rūšis turi būdingą ir pastovų chromosomų rinkinį, fiksuotą šios rūšies evoliucijos procese. Chromosomų rinkinio pasikeitimas įvyksta tik dėl chromosomų ir genomo mutacijų. Paveldimas daugkartinis chromosomų rinkinių skaičiaus padidėjimas vadinamas poliploidija, pakartotinis chromosomų rinkinio pasikeitimas - aneuploidija. Augalai - poliploidai pasižymi didesniais dydžiais, didesniu našumu, atsparumu nepalankūs veiksniai išorinė aplinka. Jie yra labai svarbūs kaip pradinė medžiaga veisiant ir kuriant labai produktyvias auginamų augalų veisles. Poliploidija taip pat vaidina svarbų vaidmenį formuojant augalus.

ląstelių dalijimasis

Naujų branduolių atsiradimas atsiranda dėl esamų dalijimosi. Tuo pačiu metu branduolys niekada paprastai nėra padalintas paprastu susiaurėjimu per pusę, nes šis metodas negali užtikrinti visiškai identiško paveldimos medžiagos pasiskirstymo tarp dviejų dukterinių ląstelių. Tai pasiekiama per sudėtingą branduolio dalijimosi procesą, vadinamą mitozė.

Mitozė yra universali branduolio dalijimosi forma, panaši į augalus ir gyvūnus. Jis turi keturias fazes: profazė, metafazė, anafazė Ir telofazė(ryžių. 2.7). Laikotarpis tarp dviejų mitozinių dalybų vadinamas tarpfazė.

IN profazė branduolyje pradeda atsirasti chromosomos. Iš pradžių jie atrodo kaip susipainiojusių siūlų kamuolys. Tada chromosomos sutrumpėja, sustorėja ir tvarkingai išsidėsto. Profazės pabaigoje branduolys išnyksta, o branduolio membrana suskaidoma į atskiras trumpas cisternas, nesiskiriančias nuo endoplazminio tinklo elementų, karioplazma susimaišo su hialoplazma. Dviejuose branduolio poliuose susidaro mikrotubulių sankaupos, iš kurių vėliau susidaro gijos mitozinis verpstės.

IN metafazė chromosomos galutinai atsiskiria ir susirenka į vieną plokštumą viduryje tarp branduolio polių ir susidaro metafazė rekordas. Chromosomos sudarytos iš dviejų išilgai sulankstytų chromatidės, kurių kiekvienas turi vieną DNR molekulę. Chromosomos yra susiaurėjusios centromeras, kuris padalija juos į dvi lygias arba nelygias rankas. Metafazėje kiekvienos chromosomos chromatidės pradeda atsiskirti viena nuo kitos, ryšys tarp jų išsaugomas tik centromerų srityje. Mitoziniai verpstės siūlai yra pritvirtinti prie centromerų. Jie susideda iš lygiagrečių mikrotubulių matricų. Mitozinis velenas yra specifinės chromosomų orientacijos metafazės plokštelėje ir chromosomų pasiskirstymo išilgai ląstelės polių aparatas.

IN anafazė kiekviena chromosoma galiausiai išsiskiria į dvi chromatides, kurios tampa seserinėmis chromosomomis. Tada verpstės siūlų pagalba viena iš seserinių chromosomų poros pradeda judėti į vieną branduolio polių, antra – į kitą.

Telofazė atsiranda, kai seserinės chromosomos pasiekia ląstelės polius. Verpstė išnyksta, chromosomos, sugrupuotos išilgai polių, dekondensuojasi ir pailgėja – pereina į tarpfazinį chromatiną. Atsiranda branduoliai, o aplink kiekvieną dukterinį branduolį susirenka apvalkalas. Kiekviena dukterinė chromosoma susideda tik iš vienos chromatidės. Antrosios pusės užbaigimas, atliekamas DNR reduplikacijos būdu, įvyksta jau tarpfaziniame branduolyje.

Ryžiai. 2.7. Ląstelės, turinčios daugybę chromosomų, mitozės ir citokinezės schema 2 n=4 : 1 - tarpfazė; 2,3 - profazė; 4 - metafazė; 5 - anafazė; 6 - telofazės ir ląstelių plokštelių susidarymas; 7 - citokinezės užbaigimas (perėjimas į tarpfazę); IN- mitozinis velenas KP- besivystanti ląstelių plokštelė; F- fragmoplasto pluoštai; Hm- chromosoma; aš- branduolys; atominiai ginklai- branduolinis apvalkalas.

Mitozės trukmė svyruoja nuo 1 iki 24 valandų. Dėl mitozės ir vėlesnės tarpfazės ląstelės gauna tą pačią paveldimos informacijos ir turi identiškų chromosomų skaičiaus, dydžio ir formos su motininėmis ląstelėmis.

Ląstelių dalijimasis prasideda telofazėje citokinezė. Pirma, tarp dviejų dukterinių branduolių atsiranda daug skaidulų, kurių visuma yra cilindro formos ir vadinama fragmoplastas(ryžių. 2.7). Fragmoplastų pluoštus, kaip ir verpstės siūlus, sudaro mikrovamzdelių grupės. Fragmoplasto centre, pusiaujo plokštumoje tarp dukterinių branduolių, kaupiasi Golgi pūslelės, kuriose yra pektino medžiagų. Jie susilieja vienas su kitu ir sukelia ląstelinis rekordas, o juos ribojanti membrana tampa plazmalemos dalimi.

Ląstelės plokštelė yra disko formos ir auga išcentriškai link motininės ląstelės sienelių. Fragmoplasto skaidulos kontroliuoja Golgi pūslelių judėjimo kryptį ir ląstelės plokštelės augimą. Kai ląstelės plokštelė pasiekia motininės ląstelės sieneles, baigiasi pertvaros formavimasis ir dviejų dukterinių ląstelių atsiskyrimas, o fragmoplastas išnyksta. Pasibaigus citokinezei, abi ląstelės pradeda augti, pasiekia pirminės ląstelės dydį ir gali vėl dalytis arba pereiti prie diferenciacijos.

Mejozė(redukcijos branduolio dalijimasis) – specialus dalijimosi būdas, kai, skirtingai nuo mitozės, sumažėja (sumažėja) chromosomų skaičius ir ląstelės pereina iš diploidinės būsenos į haploidinę. Gyvūnams mejozė yra pagrindinė grandis gametogenezė(lytinių ląstelių susidarymo procesas), o augaluose - sporogenezė(sporų susidarymo procesas). Jei nebūtų mejozės, chromosomų skaičius ląstelių susiliejimo metu lytinio proceso metu turėtų padvigubėti iki begalybės.

Mejozė susideda iš dviejų nuoseklių dalijimų, kurių kiekviename galima išskirti tuos pačius keturis etapus kaip ir įprastoje mitozėje ( pav.2.8).

Pirmojo dalijimosi profazėje, kaip ir mitozės profazėje, branduolio chromatinas pereina į kondensuotą būseną – susidaro šiai augalų rūšiai būdingos chromosomos, nyksta branduolio membrana ir branduolys. Tačiau mejozės metu homologinės chromosomos išsidėsto ne sutrikusios, o poromis, susiliedamos viena su kita per visą ilgį. Šiuo atveju suporuotos chromosomos gali keistis atskiromis chromatidų dalimis viena su kita. Pirmojo dalijimosi metafazėje homologinės chromosomos sudaro ne vieno sluoksnio, o dviejų sluoksnių metafazės plokštelę. Pirmojo padalijimo anafazėje kiekvienos poros homologinės chromosomos išsiskiria išilgai dalijimosi veleno ašigalių, jų išilginio atskyrimo į izoliuotas chromatides. Dėl to telofazėje, kiekviename iš dalijimosi polių, haploidinis chromosomų skaičius, susidedantis ne iš vienos, o iš dviejų chromatidžių, sumažėja perpus. Homologinių chromosomų pasiskirstymas dukteriniuose branduoliuose yra atsitiktinis.

Iškart po pirmojo dalijimosi telofazės prasideda antroji mejozės stadija – eilinė mitozė su chromosomų dalijimusi į chromatides. Dėl šių dviejų dalijimosi ir vėlesnės citokinezės susidaro keturios haploidinės dukterinės ląstelės - tetrada. Tuo pačiu metu nėra tarpfazės tarp pirmojo ir antrojo branduolio padalijimo, taigi ir DNR reduplikacijos. Apvaisinimo metu atstatomas diploidinis chromosomų rinkinys.

Ryžiai. 2.8. Mejozės diagrama su chromosomų skaičiumi 2 n=4 : 1 - I metafazė (metafazės plokštelėje homologinės chromosomos surenkamos poromis); 2 - anafazė I (homologinės chromosomos nutolsta viena nuo kitos į veleno polius, neskildamos į chromatides); 3 - II metafazė (chromosomos yra metafazės plokštelėje vienoje eilėje, jų skaičius sumažėja perpus); 4 - anafazė II (po skilimo dukterinės chromosomos nutolsta viena nuo kitos); 5 - telofazė II (susidaro ląstelių tetrada); IN- mitozinis velenas Hm 1 - vienos chromatidės chromosoma Hm 2 - dviejų chromatidų chromosoma.

Mejozės reikšmė slypi ne tik užtikrinant chromosomų skaičiaus pastovumą organizmuose iš kartos į kartą. Dėl atsitiktinio homologinių chromosomų pasiskirstymo ir atskirų jų skyrių mainų mejozės metu susidariusiose lytinėse ląstelėse yra įvairių chromosomų derinių. Tai suteikia įvairių chromosomų rinkinių, padidina požymių kintamumą kitose kartose ir taip suteikia medžiagos organizmų evoliucijai.

1. Apibrėžkime sąvokas.

Ląstelė yra visų gyvų dalykų struktūrinis vienetas.
Organoidas yra specializuota ląstelės struktūra, atliekanti tam tikras funkcijas.

2. Paneigkime teiginį, kad branduolys yra privalomas visų organizmų ląstelių komponentas.
Branduolys yra visų branduolinių ląstelių centras. Tačiau yra organizmų, kurie neturi branduolio – bakterijos. Tokie organizmai vadinami prokariotais.

3. Užpildykite lentelę.

4. Užbaikime sakinius.
Vidinė ląstelės aplinka yra citoplazma. Jame yra branduolys ir daugybė organelių. Jis jungia organeles viena su kita, užtikrina įvairių medžiagų judėjimą ir yra aplinka, kurioje vyksta įvairūs procesai. Apvalkalas tarnauja kaip išorinis ląstelės karkasas, suteikia jai tam tikrą formą ir dydį, atlieka apsaugines ir atramines funkcijas, dalyvauja medžiagų pernešime į ląstelę.

5. Pasižymime ląstelės organeles, paveikslėlyje pažymėtas skaičiais.

1 - chloroplastas
2 - ląstelės sienelė
3 – citoplazminė membrana
4 - lizosoma
5 - vakuolė
6 - Golgi aparatas
7 – EPS
8 - šerdis

6. Užpildykite lentelę.

7. Pažymėkite organelius gyvūno ląstelės kontūre.

8. Atlikime užduotis.
1) Pažymėkite citoplazmos organelius:
a) šerdis
c) chloroplastai
d) ribosomos
e) mitochondrijos
e) vakuolės

2) Pažymėkite struktūras, esančias šerdyje:
b) branduolys

9. Išsiaiškinkite chromosomų vaidmenį ląstelėje.
Saugoti paveldimą informaciją.

10. Įdėkite trūkstamas raides.
Endoplazminis tinklas, citoplazma, mitochondrijos, ribosomos, chloroplastai, vakuolės, chlorofilas, pinocitozė, faocitozė.

Laboratoriniai darbai
"Augalų ląstelės struktūra"

4. Nubraižykite augalų ląstelių grupę.

5. Nupieškime vieną Elodėjos lapo ląstelę ir pasirašykime jos dalis.

Laboratoriniai darbai
"Gyvūno ląstelės struktūra"

2. Nubraižykite gyvūnų audinių ląstelių grupę.

3. Nubraižykime vieną langelį ir pasirašykime jo dalis.

4. Pažymėkite skiriamąjį ir bendrų bruožų gyvūnų ląstelė su elodėjos lapo ląstele.
Panašumas yra tas, kad yra citoplazminė membrana, citoplazma ir branduolys.

Skirtumai: Elodea ląstelėje yra chloroplastų, ląstelės sienelės ir vakuolės, o gyvūnų ląstelėje yra lizosomos ir mitochondrijos.