Živalska celica pod elektronskim mikroskopom Slika 6. Celični organeli: njihova zgradba in funkcije

Vrsta lekcije: kombinirano.

Metode: verbalno, vizualno, praktično, problemsko iskanje.

Cilji lekcije

Izobraževalni: poglobiti znanje študentov o zgradbi evkariontskih celic, naučiti se jih uporabljati pri praktičnem pouku.

Razvijanje: izboljšati sposobnost študentov za delo z didaktičnim gradivom; razvijati mišljenje učencev s ponudbo nalog za primerjavo prokariontskih in evkariontskih celic, rastlinskih celic in živalskih celic z ugotavljanjem podobnih in posebnosti.

Oprema: poster "Zgradba citoplazemske membrane"; nalogne kartice; izroček (zgradba prokariontske celice, značilno rastlinska celica, struktura živalska celica).

Medpredmetne komunikacije: botanika, zoologija, človeška anatomija in fiziologija.

Učni načrt

I. Organizacijski trenutek

Preverite pripravljenost na lekcijo.
Preverjanje seznama študentov.
Predstavitev teme in ciljev lekcije.

II. Učenje nove snovi

Delitev organizmov na pro- in evkarionte

Oblika celic je zelo raznolika: nekatere so zaobljene, druge izgledajo kot zvezde z veliko žarki, tretje so podolgovate itd. Celice se razlikujejo tudi po velikosti - od najmanjših, komaj opaznih v svetlobnem mikroskopu, do tistih, ki so popolnoma vidne s prostim očesom (na primer ribje in žabje ikre).

Vsako neoplojeno jajce, vključno z orjaškimi fosiliziranimi dinozavrovimi jajci, ki jih hranijo v paleontoloških muzejih, je bilo prav tako nekoč žive celice. Vendar, če govorimo o glavnih elementih notranja struktura vse celice so si podobne.

prokariontov (iz lat. pro- pred, prej, namesto in grško. karion- jedro) - to so organizmi, katerih celice nimajo jedra, omejenega z membrano, tj. vse bakterije, vključno z arhebakterijami in cianobakterijami. Skupno število prokariontskih vrst je okoli 6000. Vse genetske informacije prokariontske celice (genofor) so vsebovane v eni sami krožni molekuli DNA. Mitohondriji in kloroplasti so odsotni, funkcije dihanja ali fotosinteze, ki celici zagotavljajo energijo, pa opravlja plazemska membrana (slika 1). Prokarioti se razmnožujejo brez izrazitega spolnega procesa z delitvijo na dvoje. Prokarioti so sposobni cela linija specifična fizioloških procesov: fiksirajo molekularni dušik, izvajajo mlečnokislinsko fermentacijo, razkrajajo les, oksidirajo žveplo in železo.

Po uvodnem pogovoru učenci razmislijo o zgradbi prokariontske celice, pri čemer primerjajo glavne značilnosti zgradbe z vrstami evkariontskih celic (slika 1).

evkariontov - To višji organizmi ima jasno definirano jedro, ki je od citoplazme ločeno z membrano (kariomembrana). Med evkarionte uvrščamo vse višje živali in rastline ter enocelične in večcelične alge, glive in praživali. Jedrska DNK pri evkariontih je zaprta v kromosomih. Evkarionti imajo celične organele, omejene z membranami.

Razlike med evkarionti in prokarionti

- Evkarionti imajo pravo jedro: genetski aparat evkariontske celice je zaščiten z lupino, podobno lupini same celice.
– Organele, vključene v citoplazmo, so obdane z membrano.

Zgradba rastlinskih in živalskih celic

Celica katerega koli organizma je sistem. Sestavljen je iz treh med seboj povezanih delov: membrane, jedra in citoplazme.

Pri študiju botanike, zoologije in človeške anatomije ste se z zgradbo že seznanili različne vrste celice. Na kratko preglejmo ta članek.

1. vaja. Na sliki 2 ugotovite, kateri organizmi in tipi tkiv ustrezajo celicam pod številkami 1-12. Kaj je razlog za njihovo obliko?

Zgradba in funkcije organelov rastlinskih in živalskih celic

Z uporabo slik 3 in 4 ter z uporabo biološkega enciklopedični slovar in učbenika učenci izpolnijo tabelo, v kateri primerjajo živalske in rastlinske celice.

Tabela. Zgradba in funkcije organelov rastlinskih in živalskih celic

celičnih organelov

Zgradba organelov

funkcija

Prisotnost organelov v celicah

rastline

živali

kloroplast

Je vrsta plastida

Barve rastlin v zelene barve kjer poteka fotosinteza

levkoplast

Lupina je sestavljena iz dveh osnovnih membran; notranji, ki raste v stromo, tvori nekaj tilakoidov

Sintetizira in kopiči škrob, olja, beljakovine

Kromoplast

Plastidi rumene, oranžne in rdeče barve, barva je posledica pigmentov - karotenoidov

Rdeča, rumena barva jesenskega listja, sočnega sadja itd.

Zavzema do 90% volumna zrele celice, napolnjene s celičnim sokom

Ohranjanje turgorja, kopičenje rezervnih snovi in ​​presnovnih produktov, uravnavanje osmotskega tlaka itd.

mikrotubule

Sestavljen je iz proteina tubulina, ki se nahaja v bližini plazemske membrane

Sodelujejo pri odlaganju celuloze na celičnih stenah, gibanju v citoplazmi različne organele. Med celično delitvijo tvorijo mikrotubuli osnovo strukture delitvenega vretena.

Plazemska membrana (CPM)

Sestavljen je iz lipidnega dvosloja, prežetega z beljakovinami, potopljenimi na različne globine

Bariera, transport snovi, komunikacija med celicami

Gladek EPR

Sistem ravnih in razvejanih tubulov

Izvaja sintezo in sproščanje lipidov

Groba EPR

Ime je dobil zaradi številnih ribosomov na površini.

Sinteza beljakovin, njihovo kopičenje in transformacija za sproščanje iz celice navzven

Obdan z dvojno jedrno membrano s porami. Oblikuje se zunanja jedrska membrana kontinuirana struktura z EPR membrano. Vsebuje eno ali več jeder

Nosilec dednih informacij, središče regulacije celične aktivnosti

celične stene

Sestavljen je iz dolgih celuloznih molekul, razporejenih v snope, imenovane mikrofibrile

Zunanji okvir, zaščitna lupina

Plazmodezmati

Drobni citoplazemski kanalčki, ki prebijajo celične stene

Združite protoplaste sosednjih celic

Mitohondrije

Sinteza ATP (shranjevanje energije)

golgijev aparat

Sestavljen je iz niza ploščatih vrečk - cistern ali diktiosomov

Sinteza polisaharidov, tvorba CPM in lizosomov

Lizosomi

znotrajcelično prebavo

Ribosomi

Sestavljen iz dveh neenakih podenot
velikih in majhnih, v katere se lahko ločijo

Mesto biosinteze beljakovin

citoplazma

Sestavljen je iz vode z veliko količino raztopljenih snovi, ki vsebujejo glukozo, beljakovine in ione

Vsebuje druge organele celice in izvajajo se vsi procesi celičnega metabolizma.

Mikrofilamenti

Aktinska vlakna so običajno razporejena v snope blizu površine celic

Sodeluje pri gibljivosti in preoblikovanju celic

Centrioli

Lahko je del mitotičnega aparata celice. Diploidna celica vsebuje dva para centriolov

Sodelujte v procesu delitve celic pri živalih; v zoosporah alg, mahov in praživali tvorijo bazalna telesa migetalk

mikroviliji

izbokline plazemske membrane

Povečajo zunanjo površino celice, mikrovili skupaj tvorijo mejo celice

zaključki

1. Celična stena, plastidi in osrednja vakuola so lastne samo rastlinskim celicam.
2. Lizosomi, centrioli, mikrovili so prisotni predvsem v celicah živalskih organizmov.
3. Vsi drugi organeli so značilni tako za rastlinske kot živalske celice.

Struktura celične membrane

Celična membrana se nahaja zunaj celice, slednjo razmejuje od zunanje oz notranje okolje organizem. Temelji na plazmalemi (celični membrani) in ogljikohidratno-beljakovinski komponenti.

Funkcije celične stene:

- ohranja obliko celice in daje mehansko trdnost celici in organizmu kot celoti;
- Ščiti celico pred mehanske poškodbe in vdor škodljivih spojin vanj;
- izvaja prepoznavanje molekularnih signalov;
– uravnava izmenjavo snovi med celico in okoljem;
- izvaja medcelično interakcijo v večceličnem organizmu.

Funkcija celične stene:

- predstavlja zunanji okvir - zaščitno lupino;
- zagotavlja transport snovi (voda, soli, molekule mnogih organska snov).

Zunanja plast živalskih celic je za razliko od celičnih sten rastlin zelo tanka in elastična. Pod svetlobnim mikroskopom ni viden in je sestavljen iz različnih polisaharidov in beljakovin. Površinska plast živalskih celic se imenuje glikokaliks, opravlja funkcijo neposredne povezave živalskih celic z zunanjim okoljem, z vsemi snovmi, ki ga obkrožajo, ne igra podporne vloge.

Pod glikokaliksom živalske in celično steno rastlinske celice se nahaja plazemska membrana, ki meji neposredno na citoplazmo. Plazemska membrana vsebuje beljakovine in lipide. Urejeni so na urejen način zaradi različnih kemijskih interakcij med seboj. Molekule lipidov v plazemski membrani so razporejene v dveh vrstah in tvorijo neprekinjen lipidni dvosloj. Molekule beljakovin ne tvorijo neprekinjenega sloja, nahajajo se v lipidnem sloju in se potopijo vanj na različnih globinah. Molekule beljakovin in lipidov so mobilne.

Funkcije plazemske membrane:

- tvori pregrado, ki ločuje notranjo vsebino celice od zunanje okolje;
- zagotavlja transport snovi;
- zagotavlja komunikacijo med celicami v tkivih večceličnih organizmov.

Vstop snovi v celico

Površina celice ni neprekinjena. V citoplazemski membrani so številne drobne luknjice - pore, skozi katere lahko s pomočjo ali brez pomoči posebnih beljakovin v celico prodrejo ioni in majhne molekule. Poleg tega lahko nekateri ioni in majhne molekule vstopijo v celico neposredno skozi membrano. Vstop najpomembnejših ionov in molekul v celico ni pasivna difuzija, temveč aktivni transport, ki zahteva energijo. Transport snovi je selektiven. Selektivna prepustnost celične membrane se imenuje polprepustnost.

način fagocitoza v notranjost celice vstopajo: velike molekule organskih snovi, kot so beljakovine, polisaharidi, delci hrane, bakterije. Fagocitoza se izvaja s sodelovanjem plazemske membrane. Na mestu, kjer pride površina celice v stik z delcem neke goste snovi, se membrana upogne, oblikuje vdolbino in obda delec, ki je v "membranski kapsuli" potopljen v celico. Nastane prebavna vakuola, v kateri se prebavijo organske snovi, ki so prišle v celico.

S fagocitozo se hranijo amebe, ciliati, živalski in človeški levkociti. Levkociti absorbirajo bakterije, pa tudi različne trdne delce, ki po nesreči zaidejo v telo, in ga tako ščitijo pred patogene bakterije. Celična stena rastlin, bakterij in modrozelenih alg preprečuje fagocitozo, zato se ta pot vstopa snovi v celico v njih ne realizira.

Skozi plazemsko membrano v celico prodrejo tudi kapljice tekočine, ki vsebujejo različne snovi v raztopljenem in suspendiranem stanju.Ta pojav so poimenovali pinocitoza. Proces absorpcije tekočine je podoben fagocitozi. Kapljica tekočine je potopljena v citoplazmo v »membranskem paketu«. Organske snovi, ki vstopajo v celico skupaj z vodo, se začnejo prebavljati pod vplivom encimov, ki jih vsebuje citoplazma. Pinocitoza je v naravi zelo razširjena in jo izvajajo celice vseh živali.

III. Utrjevanje preučenega gradiva

Za kateri dve velike skupine Ali se vsi organizmi delijo glede na zgradbo jedra?
Katere organele najdemo samo v rastlinskih celicah?
Katere organele najdemo samo v živalskih celicah?
Kakšna je razlika med zgradbo celične stene rastlin in živali?
Katera dva načina vstopa snovi v celico?
Kakšen pomen ima fagocitoza za živali?

Zgradbo rastlinske celice preučuje znanost – fiziologija rastlin. Celica je osnovna strukturna enota zelenjava, in živalski organizem. Je najmanjši del organizma, ki ima lastnosti živega

Enocelične in večcelične rastline

Jejte enocelične in večcelične rastline. Prve vključujejo nekatere, ki so sestavljene samo iz ene celice, v tem primeru pa taka celica opravlja vse svoje inherentne funkcije.

Večcelične rastline niso enostavna vsota celice, in en sam organizem v kateri tvorijo različne tkanine in organi, ki medsebojno delujejo.

Strukturni elementi rastlinske celice

rastlinske celice zelo raznoliki tako po velikosti in obliki kot po funkcijah, ki jih opravljajo, vendar so v osnovi sestavljeni iz istih delov.

Zgradba odrasle rastlinske celice

  1. - školjka,
  2. - sredinska plošča
  3. - medcelično
  4. - plazmodezmati,
  5. - plazmalema,
  6. - tonoplast,
  7. - vakuola,
  8. - citoplazma,
  9. - kapljica olja
  10. - mitohondrije,
  11. - kloroplast,
  12. - grana v kloroplastu
  13. - škrobno zrno v kloroplastu,
  14. - jedro,
  15. - jedrsko ovojnico,
  16. - nukleolus,
  17. - kromatin.

Vsak odrasel živa celica obsega:

  • školjke,
  • protoplazma,
  • vakuole.

lupina daje rastlinski celici določeno obliko. Pod lupino je protoplazma, običajno tesno stisnjen na lupino. Osrednji del celice je vakuola napolnjena s celičnim sokom. Mlade celice nimajo vakuol in protoplazma zapolnjuje celotno celično votlino.

Oglejmo si podrobneje strukturo rastlinske celice, za to bomo opisali vse njene sestavne dele.

Protoplazma

Protoplazma- To živa snov organizem; teče v njej najbolj kompleksne reakcije izmenjave, ki so značilne za življenje.

V protoplazmi je veliko število membranskih filmov, pri nastanku katerih igrajo pomembno vlogo beljakovinske spojine s fosfatidi (maščobam podobne snovi). Protoplazma ima zaradi prisotnosti membran ogromne notranje površine, na katerih se z veliko hitrostjo odvijajo procesi adsorpcije (absorpcije) in desorpcije (sproščanja) snovi ter njihovo gibanje.

Veliko število membran, ki ločujejo vsebino celice, omogoča, da se različne snovi v celici ne mešajo in premikajo hkrati v nasprotnih smereh.

Vendar fizikalno-kemijske lastnosti membrane so nestabilne; nenehno se spreminjajo glede na notranje in zunanje pogoje, kar omogoča samoregulacijo biokemičnih procesov.

Kemična sestava protoplazme

Kemična sestava protoplazme zelo zapleteno. Sestavljen je iz organskih in anorganskih spojin v koloidnem in raztopljenem stanju.

Priročen predmet za študij kemična sestava protoplazma je plazmodij fikomicet, ki je gola protoplazma brez lupine.

Spodaj je skupna sestava protoplazme fikomicet (v % suhe teže):

Vodotopne organske snovi…………………………………………………… 40,7

Od tega: sladkor………………………………………………………………………………………………….. 14.2
beljakovine………………………………………………………………………………………………………………. 22
aminokisline, organske baze in druge dušikove spojine….. 24.3

Organske snovi, netopne v vodi ……………………………………….. 55,9

Od tega: nukleoproteini……………………………………………………………………………….. 32,2
proste nukleinske kisline ………………………………………………………………….. 2.5
globulini (enostavni proteini) ……………………………………………………………………………… 0,5
lipoproteini………………………………………………………………………………………………… 4,8
nevtralne maščobe………………………………………………………………………………………… 6,8
fitosteroli (alkoholi z visoko molekulsko maso) ……………………………………………………. 3.2
fosfatidi……………………………………………………………………………………………………….. 1.3
druge organske snovi……………………………………………………………………………. 4.6

Mineralne snovi………………………………………………………………………………….. 3.4

Kemična sestava protoplazme je podobna zgoraj navedeni, vendar se lahko razlikuje glede na vrsto, starost in organ rastline.

Protoplazma vsebuje do 80% vode (v protoplazmi mirujočih semen - 5-15%). Prežema celoten koloidni sistem protoplazme, saj je njen strukturni element. Ves čas v protoplazmi kemične reakcije, za katerega morajo biti reaktanti v raztopini.

citoplazma

Glavni del protoplazme je citoplazma, ki predstavlja poltekočo vsebino celice in zapolnjuje njen notranji prostor.

Citoplazma vsebuje jedro, plastide, mitohondrije (hondriosome), ribosome in Golgijev aparat.

Zunanja membrana citoplazme, ki meji na celično membrano, se imenuje plazmalema. Plazmalema zlahka prehaja vodo in številne ione, vendar zadrži velike molekule.

Na meji citoplazme z vakuolo se oblikuje tudi membrana, imenovana tonoplast.

V citoplazmi je endoplazmatski retikulum, ki je sistem razvejanih membran, povezanih z zunanjo membrano. Membrane endoplazmatskega retikuluma tvorijo kanale in podaljške, na površini katerih potekajo vse kemične reakcije.

Najpomembnejši lastnosti citoplazme sta viskoznost in elastičnost. Viskoznost citoplazme se spreminja glede na temperaturo: s povišanjem temperature se viskoznost zmanjša in, nasprotno, z znižanjem se poveča. Pri visoki viskoznosti se metabolizem v celici zmanjša, pri nizki pa poveča.

Elastičnost citoplazme se kaže v njeni sposobnosti, da se po deformaciji vrne v prvotno obliko, kar kaže na določeno strukturo citoplazme.

Citoplazma je sposobna gibanja, kar je tesno povezano z okoliškimi razmerami. Osnova gibanja je kontraktilnost proteinov citoplazme celic. Zvišanje temperature pospeši gibanje citoplazme, pomanjkanje kisika ga ustavi. Verjetno je gibanje citoplazme tesno povezano s pretvorbo snovi in ​​energije v rastlini.

Sposobnost citoplazme, da se odzove na zunanje razmere in prilagajanje nanje imenujemo razdražljivost.

Prisotnost razdražljivosti je značilna za živ organizem. Odziv citoplazme na vplive temperature, svetlobe in vlage zahteva porabo energije, ki se sprošča pri dihanju. Listi sramežljive mimoze mehanska stimulacija hitro seštejejo, vendar se s pogostim ponavljanjem draženja prenehajo odzivati ​​nanj; zdi se, da je slednje posledica pomanjkanja energije. Razdražljivost citoplazme je osnova vseh vrst gibanja in drugih pojavov vitalne dejavnosti rastlin.

Jedro

Jedro- najpomembnejši in največji organel celice. Velikost jedra je odvisna od vrste rastline in stanja celice (v višje rastline povprečno od 5 do 25 mikronov). Oblika jedra je najpogosteje sferična, v podolgovatih celicah je ovalna.

Živa celica ima običajno samo eno jedro, pri višjih rastlinah pa močno podolgovate celice(iz katerih nastanejo ličjasta vlakna) vsebujejo več jeder. V mladih celicah, ki nimajo vakuole, jedro običajno zavzame osrednji položaj, pri odraslih pa se s tvorbo vakuol premakne na obrobje.

Jedro je koloidni sistem, vendar bolj viskozen kot citoplazma. Od citoplazme se razlikuje po kemični sestavi; jedro vsebuje bazične in kisle beljakovine ter različne encime ter veliko število nukleinskih kislin, deoksiribonukleinsko kislino (DNA) in ribonukleinsko kislino (RNA). DNK prevladuje v jedru in je običajno ni v citoplazmi.

Jedro je ločeno od citoplazme s tanko lupino ali jedrsko membrano, v kateri so luknje - pore. Izmenjava med jedrom in citoplazmo poteka skozi pore. Pod membrano je jedrni sok, v katerem je potopljeno eno ali več jedrc in kromosomov. Jedro vsebuje ribonukleinsko kislino (RNA), ki sodeluje pri sintezi beljakovin, in beljakovine, ki vsebujejo fosfor.

Jedro sodeluje pri vseh življenjskih procesih celice; ko ga odstranimo, celica odmre.

plastide

plastide najdemo samo v rastlinskih celicah. V klasičnem mikroskopu so dobro vidne, saj so gostejše in drugače lomijo svetlobo kot citoplazma.
V odrasli rastlinski celici ločimo 3 vrste plastidov:

  • kloroplasti so zelene barve
  • kromoplasti so rumeni ali oranžni,
  • levkoplasti so brezbarvni.

Velikost plastidov je odvisna od vrste rastline in se giblje od 3-4 do 15-30 mikronov. Levkoplasti so običajno manjši od kloroplastov in kromoplastov.

Mitohondrije

Mitohondrije najdemo v vseh živih celicah in se nahajajo v citoplazmi. Njihova oblika je zelo raznolika in spremenljiva, velikosti so 0,2-5 mikronov. Število mitohondrijev v celici je od deset do več tisoč. So gostejše od citoplazme in imajo drugačno kemično sestavo; vsebujejo 30-40 % beljakovin, 28-38 % lipoidov in 1-,6 % ribonukleinske kisline.

Mitohondriji se v celici gibljejo skupaj s citoplazmo, v nekaterih celicah pa so očitno sposobni tudi samostojnega gibanja. Vloga mitohondrijev v celični presnovi je zelo pomembna.

Mitohondriji so središča, kjer poteka dihanje in nastajanje makroergičnih vezi, zaprtih v adenozin trifosforno kislino (ATP) in imajo veliko zalogo energije (str. 70, 94-96).

Sprostitev in prenos nastale energije potekata s sodelovanjem veliko število encimi, ki jih najdemo v mitohondrijih.

golgijev aparat

V citoplazmi je golgijev aparat, katerih oblika je v različnih celicah različna. Lahko je v obliki diskov, palic, zrn. Golgijev aparat ima veliko votlin, obdanih z dvoslojno membrano. Njegova vloga je zmanjšana na kopičenje in odstranjevanje iz celice različne snovi ki jih proizvaja celica.

Ribosomi

Ribosomi- to so submikroskopski delci v obliki zrnc velikosti do 0,015 mikronov. Ribosomi vsebujejo veliko beljakovin (do 55 %) in so bogati z ribonukleinsko kislino (35 %), kar je 65 % vse ribonukleinske kisline (RNA) v celici.

Beljakovine se sintetizirajo v ribosomih iz aminokislin, kar je možno le v prisotnosti RNA. Ribosome najdemo v citoplazmi, jedru, plastidih in morda mitohondrijih.

Kemična sestava organelov. Trenutno je zahvaljujoč ustvarjanju centrifug z veliko hitrostjo vrtenja (več deset tisoč vrtljajev na minuto) mogoče ločiti različne dele celice drug od drugega, saj imajo različno specifično težo. Zato je postalo mogoče študirati biokemijske lastnosti vsak del celice.

Za primerjavo kemijske sestave celičnih organelov navajamo podatke (tabela 1).

Kemična sestava organelov rastlinskih celic
(v °/o suhe snovi)

Organoid Veverice Lipoidi Nukleinska kislina Opomba
citoplazma 80-95 2-3 1-2 Večina nukleinske kisline – DNA
Jedra 50-80 8-40 10-30
plastide 30-45 20-40 0,5-3,0
Mitohondrije 30-40 25-38 1-6
Ribosomi 50-57 3-4 35

Celične stene

Značilna lastnost rastlinske celice je prisotnost močne lupine, ki daje celici določeno obliko in ščiti protoplazmo pred poškodbami. Lupina lahko raste le s sodelovanjem protoplazme. Celične stene mlade celice sestoji predvsem iz celuloze (vlaknine), hemiceluloze in pektinskih snovi.

Molekule celuloze izgledajo kot dolge verige, zbrane v micelah, katerih lokacija v različnih celicah ni enaka. V lanenih, konopljinih in drugih vlaknih, ki so podolgovate celice, se celulozne micele nahajajo vzdolž celice pod določenim kotom. V celicah z enakim premerom so miceli razporejeni v vse smeri v obliki mreže. Medmicelarni prostori lupine vsebujejo vodo.

Med življenjem rastlinskega organizma lahko pride do sprememb v strukturi celične membrane: lupina se lahko odebeli in kemično spremeni. Zgostitev lupine prihaja od znotraj zaradi vitalne aktivnosti protoplazme in se ne pojavi v celotnem notranja površina celice; vedno ostanejo nezadebeljena mesta - pore, sestavljene le iz tanke celulozne lupine.

Skozi pore, ki se nahajajo v sosednjih celicah nasproti drug drugemu, prehajajo najtanjše niti citoplazma - plazmodesmata, zahvaljujoč kateri se izvaja izmenjava med celicami. Z zelo močnim odebeljenjem membran pa postane metabolizem zelo otežen, v celici ostane zelo malo protoplazme in takšne celice odmrejo, na primer ličja vlakna lanu in konoplje.

Kemične spremembe se lahko pojavijo tudi v celični membrani, odvisno od narave rastlinsko tkivo. Kutinizacija se pojavi v pokrovnih tkivih - povrhnjici. Hkrati se v intermicelarnem prostoru celulozne lupine kopiči kutin - maščobi podobna snov, ki je težko prepustna za pline in vodo.

Vendar kutinizacija ne vodi do celične smrti, saj kutin ne pokriva celotne površine celice. V celicah pokrivnega tkiva je kutinizirana le zunanja stena, ki tvori tako imenovano kožico.

Suberin, plutasta snov, prav tako podobna maščobi in neprepustna za vodo in pline, se lahko odlaga tudi v celičnih membranah. Odlaganje suberina ali suberina se hitro pojavi po celotni površini membrane, kar moti izmenjavo celice in vodi v njeno smrt. Lahko pride tudi do lignifikacije lupine. V tem primeru je impregnirana z ligninom, kar vodi do prenehanja rasti celice, kasneje, ob močnejši lignifikaciji, do njenega odmiranja.

celični sok

Mlada rastlinska celica je popolnoma napolnjena s protoplazmo, ko pa celica raste, se vakuole napolnijo s celični sok. Vakuole se najprej pojavijo v v velikem številu v obliki majhnih kapljic, nato se začnejo posamezne vakuole združevati v eno osrednjo in protoplazma se potisne nazaj na celične stene.

Znanstveniki postavljajo živalsko celico kot glavni del telesa predstavnika živalskega kraljestva - enoceličnega in večceličnega.

So evkariontski, s pravim jedrom in specializiranimi strukturami – organeli, ki opravljajo diferencirane funkcije.

Rastline, glive in protisti imajo evkariontske celice, bakterije in arheje pa enostavnejše prokariontske celice.

Zgradba živalske celice se razlikuje od rastlinske celice. Živalska celica nima sten ali kloroplastov (organelov, ki delujejo).

Risba živalske celice z napisi

Celica je sestavljena iz številnih specializiranih organelov, ki opravljajo različne funkcije.

Najpogosteje vsebuje večino, včasih vse obstoječe vrste organelov.

Glavni organeli in organeli živalske celice

Organeli in organoidi so »organi«, odgovorni za delovanje mikroorganizma.

Jedro

Jedro je vir deoksiribonukleinske kisline (DNK), genetskega materiala. DNK je vir nastajanja beljakovin, ki nadzorujejo stanje organizma. V jedru se verige DNK tesno ovijejo okoli visoko specializiranih proteinov (histonov), da tvorijo kromosome.

Jedro izbira gene tako, da nadzoruje aktivnost in delovanje tkivne enote. Glede na vrsto celice vsebuje različen nabor genov. DNK se nahaja v nukleoidnem predelu jedra, kjer nastajajo ribosomi. Jedro je obdano z jedrno membrano (kariolema), dvojnim lipidnim dvoslojem, ki ga ločuje od drugih komponent.

Jedro uravnava rast in delitev celic. Ko se v jedru oblikujejo kromosomi, ki se v procesu razmnoževanja podvojijo in tvorijo dve hčerinski enoti. Organeli, imenovani centrosomi, pomagajo organizirati DNK med delitvijo. Jedro je običajno predstavljeno v ednini.

Ribosomi

Ribosomi so mesto sinteze beljakovin. Najdemo jih v vseh enotah tkiva, v rastlinah in živalih. V jedru se zaporedje DNA, ki kodira določeno beljakovino, kopira v prosto verigo messenger RNA (mRNA).

Veriga mRNA potuje do ribosoma preko messenger RNA (tRNA) in njeno zaporedje se uporablja za določanje razporeditve aminokislin v verigi, ki sestavlja beljakovino. V živalskem tkivu se ribosomi nahajajo prosto v citoplazmi ali pritrjeni na membrane endoplazmatskega retikuluma.

Endoplazemski retikulum

Endoplazmatski retikulum (ER) je mreža membranskih vrečk (cistern), ki segajo od zunanje jedrske membrane. Spreminja in prenaša beljakovine, ki jih ustvarijo ribosomi.

Obstajata dve vrsti endoplazmatskega retikuluma:

  • zrnat;
  • agranularni.

Zrnati ER vsebuje pritrjene ribosome. Agranularni ER je brez pritrjenih ribosomov, sodeluje pri nastajanju lipidov in steroidnih hormonov ter odstranjevanju strupenih snovi.

Vezikli

Vezikli so majhne kroglice lipidnega dvosloja, ki sestavljajo zunanjo membrano. Uporabljajo se za transport molekul skozi celico iz enega organela v drugega in sodelujejo pri presnovi.

Specializirani vezikli, imenovani lizosomi, vsebujejo encime, ki razgradijo velike molekule (ogljikove hidrate, lipide in beljakovine) v manjše, da jih tkivo lažje uporabi.

golgijev aparat

Tudi Golgijev aparat (Golgijev kompleks, Golgijevo telo) sestavljajo nepovezane cisterne (za razliko od endoplazmatskega retikuluma).

Golgijev aparat sprejme beljakovine, jih razvrsti in pakira v vezikle.

Mitohondrije

V mitohondrijih poteka proces celičnega dihanja. Sladkorji in maščobe se razgradijo, energija pa se sprosti v obliki adenozin trifosfata (ATP). ATP nadzoruje vse celični procesi, mitohondriji proizvajajo celice ATP. Mitohondrije včasih imenujemo "generatorji".

Celična citoplazma

Citoplazma je tekoče okolje celice. Lahko deluje tudi brez jedra, vendar za kratek čas.

Cytosol

Citosol se imenuje celična tekočina. Citosol in vsi organeli v njem, razen jedra, se skupaj imenujejo citoplazma. Citosol je večinoma voda in vsebuje tudi ione (kalij, beljakovine in majhne molekule).

citoskelet

Citoskelet je mreža filamentov in cevk, razporejenih po citoplazmi.

Izvaja naslednje funkcije:

  • daje obliko;
  • daje moč;
  • stabilizira tkiva;
  • fiksira organele na določenih mestih;
  • igra pomembno vlogo v signalizaciji.

Obstajajo tri vrste citoskeletnih filamentov: mikrofilamenti, mikrotubuli in intermediarni filamenti. Mikrofilamenti so najmanjši elementi citoskeleta, mikrotubuli pa največji.

celična membrana

celična membrana popolnoma obdaja živalsko celico, ki za razliko od rastlin nima celične stene. Celična membrana je dvojna plast fosfolipidov.

Fosfolipidi so molekule, ki vsebujejo fosfate, vezane na glicerol in radikale maščobne kisline. V vodi spontano tvorijo dvojne membrane zaradi svojih hidrofilnih in hidrofobnih lastnosti.

Celična membrana je selektivno prepustna – sposobna je prepustiti določene molekule. Kisik in ogljikov dioksid zlahka prehajata, medtem ko morajo velike ali nabite molekule skozi poseben kanal v membrani, ki vzdržuje homeostazo.

Lizosomi

Lizosomi so organeli, ki izvajajo razgradnjo snovi. Lizosom vsebuje približno 40 encimov. Zanimivo je, da je sam celični organizem zaščiten pred razgradnjo v primeru preboja lizosomskih encimov v citoplazmo, mitohondriji, ki so končali svojo funkcijo, so podvrženi razgradnji. Po delitvi nastanejo ostanki teles, primarni lizosomi se spremenijo v sekundarne.

Centriole

Centrioli so gosta telesa, ki se nahajajo v bližini jedra. Število centriolov je različno, največkrat sta dva. Centrioli so povezani z endoplazmatskim mostom.

Kako izgleda živalska celica pod mikroskopom?

Pod standardnim optičnim mikroskopom so glavne komponente vidne. Ker so povezani v nenehno spreminjajočem se organizmu, ki je v gibanju, je lahko težko identificirati posamezne organele.

Naslednji deli niso vprašljivi:

  • jedro;
  • citoplazma;
  • celična membrana.

Velika ločljivost mikroskopa, skrbno pripravljen preparat in nekaj vaje bodo pripomogli k podrobnejšemu preučevanju celice.

Centriolne funkcije

Natančne funkcije centriola ostajajo neznane. Obstaja splošno razširjena hipoteza, da so centrioli vključeni v proces delitve, tvorijo vreteno delitve in določajo njegovo smer, vendar v znanstvenem svetu ni gotovosti.

Zgradba človeške celice - risba z napisi

Enota človeškega celičnega tkiva ima kompleksna struktura. Slika prikazuje glavne strukture.

Vsaka komponenta ima svoj namen, le v konglomeratu zagotavljajo delovanje pomembnega dela živega organizma.

Znaki žive celice

Živa celica je po svojih značilnostih podobna živemu bitju kot celoti. Diha, hrani, razvija, deli, v njeni strukturi potekajo različni procesi. Jasno je, da zamiranje naravnih procesov za telo pomeni smrt.

Značilnosti rastlinskih in živalskih celic v tabeli

Rastlinske in živalske celice imajo podobnosti in razlike, ki so na kratko opisane v tabeli:

znak zelenjava žival
Pridobivanje prehrane Avtotrofno.

Fotosintetizira hranila

 Heterotrofni. Ne prideluje ekološko.
Shranjevanje energije v vakuoli v citoplazmi
Rezervni ogljikovi hidrati škrob glikogen
razmnoževalni sistem Nastajanje septuma v matični enoti Oblikovanje zožitve v matični enoti
Celično središče in centrioli V nižjih rastlinah Vse vrste
celične stene Gosta, ohranja svojo obliko Prilagodljiv, omogoča spreminjanje

Glavne komponente so podobne za delce rastlin in živali.

Zaključek

Živalska celica je kompleksen živ organizem s zaščitni znaki, funkcije, namen obstoja. Vsi organeli in organoidi prispevajo k življenjskemu procesu tega mikroorganizma.

Nekatere komponente so raziskovali znanstveniki, medtem ko je treba funkcije in lastnosti drugih še odkriti.

Celica - glavna oblika organizacije žive snovi, osnovna enota organizma. Je samoreproducirajoč sistem, ki je izoliran od zunanjega okolja in vzdržuje določeno koncentracijo kemične snovi, a hkrati izvaja stalno izmenjavo z okoljem.

Celica - osnovna strukturna enota enocelični, kolonialni in večcelični organizmi. Edina celica enoceličnega organizma je univerzalna, opravlja vse funkcije, potrebne za zagotavljanje življenja in razmnoževanja. V večceličnih organizmih so celice izjemno raznolike po velikosti, obliki in notranji strukturi. Ta raznolikost je povezana z delitvijo funkcij, ki jih opravljajo celice v telesu.

Kljub veliki raznolikosti je za rastlinske celice značilna skupna struktura - to so celice evkariontski, ki imajo formalizirano jedro. Od celic drugih evkariontov - živali in gliv - se razlikujejo naslednje lastnosti: 1) prisotnost plastidov; 2) prisotnost celične stene, katere glavna sestavina je celuloza; 3) dobro razvit sistem vakuol; 4) odsotnost centriolov med delitvijo; 5) rast z raztezanjem.

Oblika in velikost rastlinskih celic sta zelo raznoliki in odvisni od njihovega položaja v rastlinskem telesu in funkcij, ki jih opravljajo. Tesno zaprte celice imajo najpogosteje obliko poliedrov, ki je določena z njihovim medsebojnim pritiskom, na odsekih so običajno videti kot 4-6-kotniki. Imenujejo se celice, katerih premer je v vseh smereh približno enak parenhimski. Prozenhimski celice se imenujejo močno podolgovate po dolžini, dolžina presega njihovo širino za 5-6 ali večkrat. Za razliko od živalskih celic imajo odrasle rastlinske celice vedno stalno obliko, kar je razloženo s prisotnostjo toge celične stene.

Velikost celic večine rastlin je od 10 do 100 mikronov (najpogosteje 15-60 mikronov), vidne so le pod mikroskopom. Celice, ki shranjujejo vodo in hranila, so običajno večje. Celuloza plodov lubenice, limone, pomaranče je sestavljena iz tako velikih (več milimetrov) celic, da jih je mogoče videti s prostim očesom. Nekatere prozenhimske celice dosežejo zelo dolgo dolžino. Na primer, lanena vlakna iz ličja imajo dolžino približno 40 mm, kopriva pa 80 mm, njihova presečna vrednost pa ostaja v mikroskopskih mejah.

Število celic v rastlini dosega astronomske vrednosti. Torej ima en list drevesa več kot 100 milijonov celic.

V rastlinski celici lahko ločimo tri glavne dele: 1) ogljikove hidrate celične stene, ki obdaja celico od zunaj; 2) protoplast- živa vsebina celice, - stisnjena v obliki precej tanke stenske plasti na celično steno in 3) vakuola- prostor v osrednjem delu celice zapolnjen z vodno vsebino - celični sok. Celična stena in vakuola sta odpadni produkt protoplasta.

2.2. Protoplast

Protoplast- aktivna življenjska vsebina celice. Protoplast je izjemno kompleksna tvorba, ki je razdeljena na različne komponente, imenovane organele (organele), ki se v njej nenehno nahajajo, imajo značilno strukturo in opravljajo specifične funkcije ( riž. 2.1). Celični organeli so jedro, plastide, mitohondrije, ribosomi, endoplazmatsko mreža, aparat Golgi, lizosomi, mikrotelo. Organeli so potopljeni v hialoplazme ki zagotavlja njihovo interakcijo. Hialoplazma z organeli brez jedra, je citoplazma celice. Protoplast je od celične stene ločen z zunanjo membrano plazmalema, iz vakuole - notranje membrane - tonoplast. Vsi glavni presnovni procesi potekajo v protoplastu.

riž. 2.1. Zgradba rastlinske celice po elektronski mikroskopi: 1 – jedro; 2 - jedrska ovojnica; 3 - jedrska pora; 4 - nukleol; 5 - kromatin; 6 - karioplazma; 7- celične stene; 8 - plazmalema; 9 - plazmodesmata; 10 - agranularni endoplazmatski retikulum; 11 - granularni endoplazmatski retikulum; 12 - mitohondriji; 13 - ribosomi; 14 - lizosom; 15 - kloroplast; 16 - diktiosom; 17 - hialoplazma; 18 - tonoplast; 19 - vakuola.

Kemična sestava protoplasta je zelo zapletena in raznolika. Za vsako celico je značilna kemična sestava, ki je odvisna od fizioloških funkcij. Glavni razredi ustavno, t.j. spojine, ki tvorijo protoplast, so: voda (60-90%), beljakovine (40-50% suhe mase protoplasta), nukleinske kisline (1-2%), lipidi (2-3% ), ogljikovi hidrati in drugi organske spojine. Sestava protoplasta vključuje tudi anorganske snovi v obliki ionov mineralnih soli (2-6%). Beljakovine, nukleinske kisline, lipide in ogljikove hidrate sintetizira sam protoplast.

Celica poleg konstitucijskih snovi vsebuje rezervni snovi (začasno izključene iz presnove) in smeti(končni izdelki). Rezervne snovi in ​​odpadki so dobili posplošeno ime ergastičen snovi. Ergastične snovi se praviloma kopičijo v celičnem soku vakuol v raztopljeni ali vključevanje- oblikovani delci, vidni v svetlobnem mikroskopu. Ergastične snovi običajno vključujejo snovi sekundarne sinteze, ki se preučujejo med farmakognozijo - terpenoidi, alkaloidi, polifenolne spojine.

Po fizikalnih lastnostih je protoplast večfazna koloidna raztopina (gostota 1,03-1,1). Običajno gre za hidrosol, tj. koloidni sistem s prevlado disperzijskega medija - vode. V živi celici se vsebina protoplasta nahaja v v nenehnem gibanju, ga lahko vidimo pod mikroskopom po gibanju organelov in vključkov. Gibanje je lahko rotacijski(v eno smer) oz progasta(smer tokov v različnih verigah citoplazme je različna). Imenuje se tudi citoplazemski tok cikloza. Zagotavlja boljši transport snovi in ​​pospešuje zračenje celic.

citoplazma- obvezni del žive celice, kjer potekajo vsi procesi celičnega metabolizma, razen sinteze nukleinskih kislin, ki poteka v jedru. Osnova citoplazme je njena matrica, oz hialoplazme, v kateri so vgrajeni organeli.

Hialoplazma- kompleksen brezbarven, optično prozoren koloidni sistem, veže vse organele, potopljene vanj, in zagotavlja njihovo interakcijo. Hialoplazma vsebuje encime in aktivno sodeluje pri celični metabolizem, take biokemični procesi, kot so glikoliza, sinteza aminokislin, sinteza maščobnih kislin in olj itd. Sposoben je aktivnega gibanja in je vključen v znotrajcelični transport snovi.

Del strukturnih beljakovinskih komponent hialoplazme tvori supramolekularne agregate s strogo urejeno razporeditvijo molekul - mikrotubule in mikrofilamenti. mikrotubule so tanke cilindrične strukture s premerom okoli 24 nm in dolžino do nekaj mikrometrov. Njihovo steno sestavljajo spiralno razporejene sferične podenote tubulina. Mikrotubuli sodelujejo pri orientaciji celuloznih mikrofibril celične stene, ki jo tvori plazmalema, pri znotrajceličnem transportu in pri ohranjanju oblike protoplasta. Od teh se med mitozo oblikujejo vretenasta vlakna, bički in cilije. Mikrofilamenti so dolgi filamenti debeline 5-7 nm, sestavljeni iz kontraktilnega proteina aktina. V hialoplazmi tvorijo snope - citoplazemska vlakna ali imajo obliko tridimenzionalne mreže, ki se pritrdi na plazmalemo, plastide, elemente endoplazmatskega retikuluma, ribosome, mikrotubule. Menijo, da mikrofilamenti s krčenjem ustvarjajo gibanje hialoplazme in usmerjeno gibanje organelov, ki so nanje pritrjeni. Kombinacija mikrotubulov in mikrofilamentov je citoskelet.

Struktura citoplazme temelji na biološki membrane- najtanjši (4-10 nm) filmi, zgrajeni pretežno iz fosfolipidov in beljakovin - lipoproteinov. Molekule lipidov tvorijo strukturno osnovo membran. Fosfolipidi so razporejeni v dveh vzporednih plasteh tako, da so njihovi hidrofilni deli obrnjeni navzven, v vodno okolje, in hidrofobni ostanki maščobnih kislin - znotraj. Nekatere proteinske molekule se nahajajo v neprekinjenem sloju na površini lipidnega ogrodja na eni ali obeh straneh, nekatere so potopljene v ta okvir, nekatere pa prehajajo skozenj in tvorijo hidrofilne "pore" v membrani ( riž. 2.2). Večino membranskih proteinov predstavljajo različni encimi.

riž. 2.2. Shema zgradbe biološke membrane : B- beljakovinska molekula; fl je fosfolipidna molekula.

Membrane so žive sestavine citoplazme. Omejujejo protoplast od zunajceličnega okolja, ustvarjajo zunanjo mejo organelov in sodelujejo pri ustvarjanju njihove notranje strukture, saj so v mnogih pogledih nosilec njihovih funkcij. Značilnost membran je njihova izolacija, kontinuiteta - njihovi konci niso nikoli odprti. V nekaterih posebej aktivnih celicah lahko membrane predstavljajo do 90% suhe snovi citoplazme.

Ena glavnih lastnosti biološke membrane- njihov volilni prepustnost(polprepustnost): nekatere snovi prehajajo skoznje s težavo ali pa sploh ne prehajajo (barierna lastnost), druge prodrejo zlahka. Selektivna prepustnost membran ustvarja možnost delitve citoplazme v izolirane predelke - predelki- različna kemična sestava, v kateri se lahko istočasno in neodvisno drug od drugega odvijajo različni biokemični procesi, pogosto v nasprotni smeri.

Mejne membrane protoplasta so plazmalema- plazemska membrana in tonoplast- vakuolna membrana. Plazmalema - zunanja, površinska membrana citoplazme, običajno tesno ob celični steni. Uravnava celični metabolizem okolju, zaznava draženja in hormonske dražljaje, usklajuje sintezo in sestavljanje celuloznih mikrofibril celične stene. Tonoplast uravnava metabolizem med protoplastom in celičnim sokom.

Ribosomi- majhne (približno 20 nm), skoraj sferične granule, sestavljene iz ribonukleoproteinov - kompleksov RNA in različnih strukturnih proteinov. So edini evkariontski celični organeli, ki nimajo membran. Ribosomi se nahajajo v citoplazmi celice prosto ali pa so pritrjeni na membrane endoplazmatskega retikuluma. Vsaka celica vsebuje desetine in stotisoče ribosomov. Ribosomi se nahajajo posamezno ali v skupinah po 4-40 ( poliribosomi, oz polisomi), kjer so posamezni ribosomi med seboj povezani z nitasto molekulo messenger RNA, ki prenaša informacije o strukturi proteina. Ribosomi (natančneje polisomi) so središča sinteze beljakovin v celici.

Ribosom je sestavljen iz dveh podenot (velike in majhne), ki sta med seboj povezani z magnezijevimi ioni. Podenote nastanejo v jedru, in sicer v nukleolu, sestavljanje ribosomov poteka v citoplazmi. Ribosome najdemo tudi v mitohondrijih in plastidih, vendar je njihova velikost manjša in ustreza velikosti ribosomov v prokariontskih organizmih.

endoplazmatski retikulum (endoplazmatski retikulum) je razvejana tridimenzionalna mreža kanalov, veziklov in cistern, omejenih z membranami, ki prodirajo v hialoplazmo. Endoplazmatski retikulum v celicah, ki sintetizirajo beljakovine, je sestavljen iz membran, ki prenašajo zunanjo površino ribosomi. Ta oblika se imenuje zrnat, oz grungy (riž. 2.1). Imenuje se endoplazmatski retikulum, ki nima ribosomov agranularni, oz gladka. Agranularni endoplazmatski retikulum sodeluje pri sintezi maščob in drugih lipofilnih spojin (eterična olja, smole, guma).

Endoplazmatski retikulum deluje kot komunikacijski sistem celice in se uporablja za transport snovi. Endoplazmatski retikulumi sosednjih celic so povezani s citoplazemskimi verigami - plazmodezmati ki prehajajo skozi celične stene. Endoplazmatski retikulum je središče nastajanja in rasti celičnih membran. Povzroča nastanek celičnih komponent, kot so vakuole, lizosomi, diktiosomi, mikrotelesca. Skozi endoplazmatski retikulum poteka interakcija med organeli.

golgijev aparat poimenovana po italijanskem znanstveniku K. Golgiju, ki ga je prvi opisal v živalskih celicah. V rastlinskih celicah je Golgijev aparat sestavljen iz posameznih diktiosom, oz golgijevo telo in golgijevi vezikli. Vsak diktiosom je kup 5-7 ali več sploščenih zaobljenih cistern s premerom približno 1 µm, ki jih omejuje membrana ( riž. 2.3). Ob robovih diktiosomi pogosto prehajajo v sistem tankih razvejanih cevk. Število diktiosomov v celici je zelo različno (od 10-50 do več sto), odvisno od vrste celice in faze njenega razvoja. Golgijevi vezikli različnih premerov se ločijo od robov diktiosomskih cistern ali robov cevk in gredo običajno proti plazmalemi ali vakuoli.

riž. 2.3. Shematski prikaz zgradbe diktiosoma.

Diktiosomi so središča sinteze, kopičenja in sproščanja polisaharidov, predvsem pektinskih snovi in ​​hemiceluloz matriksa celične stene in sluzi. Golgijevi vezikli transportirajo polisaharide do plazmaleme. Golgijev aparat je posebej razvit v celicah, ki intenzivno izločajo polisaharide.

Lizosomi-organele, ločene od hialoplazme z membrano in vsebujejo hidrolitične encime, ki so sposobni uničiti organske spojine. Lizosomi rastlinskih celic so majhne (0,5-2 mikronov) citoplazemske vakuole in vezikli - derivati ​​endoplazmatskega retikuluma ali Golgijevega aparata. Glavna funkcija lizosomov je lokalna avtoliza- uničenje posameznih delov citoplazme lastne celice, ki se konča s tvorbo citoplazemske vakuole na njenem mestu. Lokalna avtoliza v rastlinah je predvsem zaščitna vrednost: ob začasnem pomanjkanju hranilnih snovi lahko celica ostane sposobna preživetja s prebavo dela citoplazme. Druga funkcija lizosomov je odstranitev izrabljenih ali odvečnih celičnih organelov, pa tudi čiščenje celične votline po smrti njenega protoplasta, na primer med tvorbo elementov, ki prevodijo vodo.

mikrotelo- majhne (0,5-1,5 mikronov) sferične organele, obdane z eno samo membrano. V notranjosti je finozrnat gost matriks, sestavljen iz redoks encimov. Najbolj znana mikrotelesca glioksisomi in peroksisomi. Glioksisomi sodelujejo pri pretvorbi maščobnih olj v sladkorje, kar se zgodi med kalitvijo semena. V peroksisomih se pojavijo reakcije svetlobnega dihanja (fotorespiracija), medtem ko se produkti fotosinteze v njih oksidirajo s tvorbo aminokislin.

mitohondriji - zaobljene ali eliptične, manj pogosto nitaste organele s premerom 0,3-1 mikronov, obdane z dvema membranama. Notranja membrana tvori izrastke v votlino mitohondrijev - cristae, ki znatno povečajo njegovo notranjo površino. Prostor med kristama je zapolnjen matrica. Matrika vsebuje ribosome, ki so manjši od hialoplazemskih ribosomov, in verige lastne DNA ( riž. 2.4).

riž. 2.4. Sheme strukture mitohondrijev v tridimenzionalni sliki (1) in na odseku (2): VM- notranja membrana mitohondrijev; DNK- veriga mitohondrijske DNA; TO- krista; Ma– matrica; NM – zunanja membrana mitohondrije; R- mitohondrijski ribosomi.

Mitohondrije imenujemo elektrarne celice. Izvajajo znotrajcelično dih, zaradi česar pride do razgradnje organskih spojin s sproščanjem energije. Ta energija se porabi za sintezo ATP oksidativno fosforilacija. Po potrebi se energija, shranjena v ATP, porabi za sintezo različnih snovi in ​​v različnih fizioloških procesih. Število mitohondrijev v celici se giblje od nekaj do nekaj sto, zlasti v sekretornih celicah.

Mitohondriji so stalni organeli, ki se ne pojavijo znova, ampak se med delitvijo porazdelijo med hčerinske celice. Povečanje števila mitohondrijev nastane zaradi njihove delitve. To je mogoče zaradi prisotnosti lastnih nukleinskih kislin v mitohondrijih. Mitohondriji so sposobni od jedra neodvisno sintezo nekaterih svojih beljakovin na lastnih ribosomih pod nadzorom mitohondrijske DNA. Vendar ta neodvisnost ni popolna, saj se razvoj mitohondrijev odvija pod nadzorom jedra, mitohondriji pa so torej polavtonomni organeli.

plastide organele, ki jih najdemo samo v rastlinah. Obstajajo tri vrste plastidov: 1) kloroplasti(zeleni plastidi); 2) kromoplasti(plastidi so rumeni, oranžni ali rdeči) in levkoplasti(brezbarvni plastidi). Običajno se v celici nahaja le ena vrsta plastida.

kloroplasti so najpomembnejši za fotosintezo. Vsebujejo zeleni pigment klorofil, ki rastlinam dajejo zeleno barvo, in pigmenti, ki pripadajo skupini karotenoidi. Barve karotenoidov segajo od rumene in oranžne do rdeče in rjave, vendar je to običajno prikrito s klorofilom. Karotenoide delimo na karoteni, ki sta oranžne barve, ter ksantofili ki ima rumeno barvo. To so lipofilni (v maščobi topni) pigmenti, po kemijski strukturi spadajo med terpenoide.

Rastlinski kloroplasti imajo obliko bikonveksne leče in so veliki 4–7 µm, dobro vidni pod svetlobnim mikroskopom. Število kloroplastov v fotosintetskih celicah lahko doseže 40-50. V algah vlogo fotosintetskega aparata igra kromatoforji. Njihova oblika je raznolika: skodelica (chlamydomonas), trakasta (spirogyra), lamelarna (pinnularia) itd. Kromatofori so veliko večji, njihovo število v celici je od 1 do 5.

Kloroplasti imajo kompleksno zgradbo. Od hialoplazme jih ločujeta dve membrani - zunanja in notranja. Notranja vsebina se imenuje stroma. Notranja membrana tvori kompleksen, strogo urejen sistem membran znotraj kloroplasta, oblikovanih kot ploščati vezikli, imenovani tilakoidi. Tilakoidi so zloženi - zrna podobni stebrom kovancev. Grane so med seboj povezane s tilakoidi strome (intergranularni tilakoidi), ki potekajo skozi njih vzdolž plastida ( riž. 2.5). Klorofil in karotenoidi so vgrajeni v tilakoidne membrane gran. V stromi kloroplastov so plastoglobule- sferični vključki maščobnih olj, v katerih so raztopljeni karotenoidi, pa tudi ribosomi, podobni velikosti prokariontov in mitohondrijev, ter verige DNA. Pogosto se škrobna zrna nahajajo v kloroplastih, to je tako imenovani primarni, oz asimilacija škrob- začasno skladiščenje produktov fotosinteze.

riž. 2.5. Shema strukture kloroplasta v tridimenzionalni sliki (1) in na odseku (2): Vm– notranja membrana; gr- grana; DNK- veriga plastidne DNA; NM– zunanja membrana; str- plastoglobule; R- kloroplastni ribosomi; Z- stroma; TIG- tilakoidna grana; Tim- intergranalni tilakoid.

Klorofil in kloroplasti nastajajo le na svetlobi. Rastline, gojene v temi, nimajo zelene barve in se imenujejo etiolirano. Namesto tipičnih kloroplastov tvorijo spremenjene plastide, ki nimajo razvitega notranjega membranskega sistema, - etioplastov.

Glavna funkcija kloroplastov je fotosinteza, nastanek organskih snovi iz anorganskih zaradi energije svetlobe. Klorofil ima v tem procesu osrednjo vlogo. Absorbira svetlobno energijo in jo usmerja v izvajanje reakcij fotosinteze. Te reakcije delimo na svetlobno odvisne in temne (ne zahtevajo prisotnosti svetlobe). Od svetlobe odvisne reakcije so pretvorba svetlobne energije v kemično energijo in razgradnja (fotoliza) vode. Omejeni so na tilakoidne membrane. Temne reakcije - redukcija ogljikovega dioksida v zraku z vodikom vode v ogljikove hidrate (fiksacija CO 2) - potekajo v stromi kloroplastov.

V kloroplastih, tako kot v mitohondrijih, se sintetizira ATP. V tem primeru je vir energije sončna svetloba, zato se imenuje fotofosforilacija. Kloroplasti sodelujejo tudi pri sintezi aminokislin in maščobnih kislin, služijo kot skladišče začasnih rezerv škroba.

Prisotnost DNK in ribosomov kaže, tako kot v primeru mitohondrijev, na obstoj lastnega sistema za sintezo beljakovin v kloroplastih. Dejansko se večina proteinov tilakoidne membrane sintetizira na ribosomih kloroplastov, medtem ko je večina stromalnih proteinov in membranskih lipidov ekstraplastidnega izvora.

levkoplasti - majhni brezbarvni plastidi. Nahajajo se predvsem v celicah organov, skriti pred sončna svetloba kot so korenine, korenike, gomolji, semena. Njihova zgradba je na splošno podobna zgradbi kloroplastov: lupina dveh membran, stroma, ribosomi, verige DNK, plastoglobuli so podobni zgradbi kloroplastov. Za razliko od kloroplastov pa imajo levkoplasti slabo razvit notranji membranski sistem.

Leukoplasti so organeli, povezani s sintezo in kopičenjem rezervnih hranil, predvsem škroba, redkeje beljakovin in lipidov. Leukoplasti, ki shranjujejo škrob , klical amiloplastov. Ta škrob ima videz zrn, v nasprotju z asimilacijskim škrobom kloroplastov se imenuje rezervni, oz sekundarni. Skladiščni protein se lahko odloži v obliki kristalov ali amorfnih vključkov v ti proteinoplasti, maščobna olja - v obliki plastoglobul v elaioplasti.

Pogosto v celicah obstajajo levkoplasti, ki ne kopičijo rezervnih hranil, njihova vloga še ni popolnoma pojasnjena. Na svetlobi se lahko levkoplasti spremenijo v kloroplaste.

kromoplasti - plastidi so oranžne, rdeče in rumene barve, kar je posledica pigmentov, ki spadajo v skupino karotenoidov. Kromoplaste najdemo v celicah cvetnih listov številnih rastlin (ognjiči, ranunkulus, regrat), zrelih plodov (paradižnik, divja vrtnica, gorski pepel, buča, lubenica), redkeje - korenovke (korenje), pa tudi v jesenskih listih. .

Notranji membranski sistem v kromoplastih praviloma ni. Karotenoidi so najpogosteje raztopljeni v maščobnih oljih plastoglobul ( riž. 2,6), kromoplasti pa so bolj ali manj sferični. V nekaterih primerih (korenčki, plodovi lubenice) se karotenoidi odlagajo v obliki kristalov. različne oblike. Kristal raztegne membrane kromoplasta in ta dobi njegovo obliko: nazobčano, igličasto, srpasto, lamelno, trikotno, rombasto itd.

riž. 2.6. Kromoplast mezofilne celice cvetnega lista maslenice: VM– notranja membrana; NM– zunanja membrana; str- plastoglobule; Z- stroma.

Pomen kromoplastov še ni povsem pojasnjen. Večina jih je starajočih se plastidov. Praviloma se razvijejo iz kloroplastov, medtem ko se klorofil in notranja struktura membrane uničijo v plastidih, karotenoidi pa se kopičijo. To se zgodi, ko plodovi dozorijo in listi jeseni porumenijo. Posredni biološki pomen kromoplastov je v tem, da določajo svetlo barvo cvetov in plodov, kar privablja žuželke za navzkrižno opraševanje in druge živali za raznašanje plodov. Levkoplasti se lahko spremenijo tudi v kromoplaste.

Vse tri vrste plastidov so oblikovane iz proplastid- majhna brezbarvna telesca, ki so v meristematskih (delitvenih) celicah korenin in poganjkov. Proplastidi se lahko delijo in se ob diferenciaciji spremenijo v različne vrste plastidov.

V evolucijskem smislu so primarna, začetna vrsta plastidov kloroplasti, iz katerih so nastali plastidi drugih dveh vrst. V procesu individualnega razvoja (ontogeneza) se lahko skoraj vse vrste plastidov spremenijo drug v drugega.

Plastidi si z mitohondriji delijo številne lastnosti, po katerih se razlikujejo od drugih komponent citoplazme. To je najprej lupina dveh membran in relativna genetska avtonomija zaradi prisotnosti lastnih ribosomov in DNK. Ta posebnost organelov je bila podlaga za idejo, da so bili predhodniki plastidov in mitohondrijev bakterije, ki so se v procesu evolucije izkazale za vgrajene v evkariontske celice in postopoma spremenile v kloroplaste in mitohondrije.

Jedro- glavni in obvezni del evkariontske celice. Jedro je nadzorni center presnove celice, njene rasti in razvoja, nadzoruje delovanje vseh drugih organelov. Jedro hrani genetske informacije in jih med celično delitvijo posreduje hčerinskim celicam. Jedro je prisotno v vseh živih rastlinskih celicah, z izjemo le zrelih segmentov sitastih cevi floema. Celice z oddaljenim jedrom praviloma hitro umrejo.

Jedro je največji organel, njegova velikost je 10-25 mikronov. Zelo velika jedra v zarodnih celicah (do 500 mikronov). Oblika jedra je pogosto sferična ali elipsoidna, v zelo podolgovatih celicah pa je lahko lečasta ali fuziformna.

Celica običajno vsebuje eno jedro. V mladih (meristematskih) celicah običajno zavzema osrednji položaj. Ko rasteš centralna vakuola jedro se premakne na celično steno in se nahaja v stenski plasti citoplazme.

Po kemični sestavi se jedro močno razlikuje od ostalih organelov po visoki (15-30%) vsebnosti DNK, snovi dednosti celice. Jedro vsebuje 99% DNK celice, tvori komplekse z jedrnimi beljakovinami - deoksiribonukleoproteini. Jedro vsebuje tudi znatne količine RNA (predvsem mRNA in rRNA) in beljakovin.

Zgradba jedra je v vseh evkariontskih celicah enaka. V jedru so kromatin in nukleolus ki so potopljeni v karioplazma; jedro je ločeno od citoplazme jedrska lupina s porami ( riž. 2.1).

jedrsko ovojnico sestoji iz dveh membran. Zunanja membrana, ki meji na hialoplazmo, nosi pritrjene ribosome. Lupina je prežeta s precej velikimi porami, zaradi česar je izmenjava med citoplazmo in jedrom močno olajšana; skozi pore prehajajo beljakovinske makromolekule, ribonukleoproteini, ribosomske podenote itd.. Zunanja jedrska membrana je na nekaterih mestih združena z endoplazmatskim retikulumom.

Karioplazma (nukleoplazma, oz jedrska sok)- glavna snov jedra, služi kot medij za distribucijo strukturne komponente- kromatin in nukleolus. Vsebuje encime, proste nukleotide, aminokisline, mRNA, tRNA, odpadne produkte kromosomov in nukleola.

nukleolus- gosto, sferično telo s premerom 1-3 mikronov. Običajno jedro vsebuje 1-2, včasih več nukleolov. Jedrca so glavni nosilec jedrske RNK in so sestavljena iz ribonukleoproteinov. Funkcija nukleolov je sinteza rRNA in tvorba ribosomskih podenot.

Kromatin je najpomembnejši del jedra. Kromatin je sestavljen iz molekul DNA, povezanih z beljakovinami - deoksiribonukleoproteini. Med delitvijo celic se kromatin diferencira v kromosomi. Kromosomi so zgoščene spiralizirane kromatinske niti, ki se jasno razlikujejo v metafazi mitoze, ko lahko preštejete število kromosomov in upoštevate njihovo obliko. Kromatin in kromosomi zagotavljajo shranjevanje dednih informacij, njihovo podvajanje in prenos iz celice v celico.

Število in oblika kromosomov ( kariotip) so enaki v vseh celicah telesa organizmov iste vrste. Jedra somatskih (nespolnih) celic vsebujejo diploiden(dvojni) nabor kromosomov - 2n. Nastane z zlitjem dveh spolnih celic z haploiden(enojni) nabor kromosomov - n. V diploidnem nizu je vsak par kromosomov predstavljen s homolognimi kromosomi, eden iz materinega in drugi iz očetovega organizma. Spolne celice vsebujejo en kromosom iz vsakega para homolognih kromosomov.

Število kromosomov v različnih organizmih se giblje od dveh do več sto. Praviloma ima vsaka vrsta značilen in stalen nabor kromosomov, določen v procesu evolucije te vrste. Sprememba kromosomskega nabora se pojavi le kot posledica kromosomskih in genomskih mutacij. Imenuje se dedno večkratno povečanje števila nizov kromosomov poliploidija, ponavljajoča se sprememba kromosomskega niza - aneuploidija. rastline - poliploidi značilne so večje velikosti, večja produktivnost, odpornost na neugodnih dejavnikov zunanje okolje. Zelo zanimive so kot izhodišče za žlahtnjenje in ustvarjanje visoko produktivnih sort kulturnih rastlin. Poliploidija igra tudi veliko vlogo pri speciaciji rastlin.

delitev celic

Nastanek novih jeder se pojavi zaradi delitve obstoječih. Hkrati se jedro običajno nikoli ne razdeli s preprosto zožitvijo na polovico, saj ta metoda ne more zagotoviti popolnoma enake porazdelitve dednega materiala med dvema hčerinskima celicama. To dosežemo s kompleksnim procesom jedrske cepitve, imenovanim mitoza.

Mitoza je univerzalna oblika jedrske cepitve, podobna pri rastlinah in živalih. Ima štiri faze: profaza, metafaza, anafaza in telofaza(riž. 2.7). Obdobje med dvema mitotičnima delitvama se imenuje medfaza.

IN profaza v jedru se začnejo pojavljati kromosomi. Sprva izgledajo kot klobčič prepletenih niti. Nato se kromosomi skrajšajo, odebelijo in razporedijo na urejen način. Na koncu profaze nukleolus izgine in jedrska membrana je razdrobljena v ločene kratke cisterne, ki se ne razlikujejo od elementov endoplazmatskega retikuluma, karioplazma se pomeša s hialoplazmo. Na dveh polih jedra se pojavijo kopičenja mikrotubulov, iz katerih nato nastanejo filamenti mitotičen vretena.

IN metafaza kromosomi se končno ločijo in zberejo v eni ravnini na sredini med poloma jedra in tvorijo metafaza zapis. Kromosomi so sestavljeni iz dveh po dolžini prepognjenih kromatide, od katerih vsaka vsebuje eno molekulo DNA. Kromosomi so zoženi centromera, ki jih deli na dva enaka ali neenaka kraka. V metafazi se kromatide vsakega kromosoma začnejo ločevati druga od druge, povezava med njimi se ohrani le v predelu centromere. Na centromere so pritrjeni filamenti mitotičnega vretena. Sestavljeni so iz vzporednih nizov mikrotubulov. Mitotsko vreteno je aparat za specifično orientacijo kromosomov v metafazni plošči in porazdelitev kromosomov vzdolž polov celice.

IN anafaza vsak kromosom se končno loči na dve kromatidi, ki postaneta sestrska kromosoma. Nato se s pomočjo vretenskih niti eden od para sestrskih kromosomov začne premikati na en pol jedra, drugi pa na drugega.

Telofaza se zgodi, ko sestrski kromosomi dosežejo pole celice. Vreteno izgine, vzdolž polov združeni kromosomi se dekondenzirajo in podaljšajo – preidejo v interfazni kromatin. Pojavijo se nukleoli in okoli vsakega od hčerinskih jeder se zbere lupina. Vsak hčerinski kromosom je sestavljen samo iz ene kromatide. Dokončanje druge polovice, izvedeno z reduplikacijo DNA, se pojavi že v interfaznem jedru.

riž. 2.7. Shema mitoze in citokineze celice s številom kromosomov 2 n=4 : 1 - medfaza; 2,3 - profaza; 4 - metafaza; 5 - anafaza; 6 - tvorba telofaze in celične plošče; 7 - dokončanje citokineze (prehod v interfazo); IN- mitotično vreteno KP- razvijajoča celična plošča; F- vlakna fragmoplasta; Hm- kromosom; jaz- nukleolus; jedrska orožja- jedrska ovojnica.

Trajanje mitoze je od 1 do 24 ur. Zaradi mitoze in kasnejše interfaze celice prejmejo enake dedne informacije in vsebujejo enake kromosome po številu, velikosti in obliki kot matične celice.

Delitev celic se začne v telofazi citokineza. Najprej se med obema hčerinskima jedroma pojavijo številna vlakna, celota teh vlaken ima obliko valja in se imenuje fragmoplast(riž. 2.7). Tako kot vretenaste nitke so vlakna fragmoplasta sestavljena iz skupin mikrotubulov. V središču fragmoplasta, v ekvatorialni ravnini med hčerinskimi jedri, se kopičijo Golgijevi vezikli, ki vsebujejo pektinske snovi. Med seboj se spajajo in povzročajo celični zapis, in membrana, ki jih omejuje, postane del plazmaleme.

Celična plošča je diskaste oblike in centrifugalno raste proti stenam matične celice. Vlakna fragmoplasta nadzorujejo smer gibanja Golgijevih veziklov in rast celične plošče. Ko celična plošča doseže stene matične celice, se konča tvorba septuma in ločitev dveh hčerinskih celic, fragmoplast pa izgine. Po končani citokinezi začneta obe celici rasti, dosežeta velikost matične celice in se nato lahko ponovno delita ali nadaljujeta z diferenciacijo.

Mejoza(redukcija jedrske fisije) - posebna metoda delitve, pri kateri za razliko od mitoze pride do redukcije (zmanjšanja) števila kromosomov in celice preidejo iz diploidnega stanja v haploidno. Pri živalih je mejoza glavna povezava gametogeneza(proces nastajanja gamet) in v rastlinah - sporogeneza(proces nastajanja spor). Če mejoze ne bi bilo, bi se moralo število kromosomov med celično fuzijo med spolnim procesom podvojiti v neskončnost.

Mejoza je sestavljena iz dveh zaporednih delitev, v vsaki od katerih lahko ločimo enake štiri stopnje kot pri navadni mitozi ( sl.2.8).

V profazi prve delitve, tako kot v profazi mitoze, kromatin jedra preide v kondenzirano stanje - nastanejo kromosomi, značilni za to rastlinsko vrsto, jedrska membrana in nukleol izginejo. Vendar med mejozo homologni kromosomi niso razporejeni v neredu, ampak v parih, ki se med seboj stikajo po celotni dolžini. V tem primeru lahko seznanjeni kromosomi izmenjujejo posamezne dele kromatid med seboj. V metafazi prve delitve homologni kromosomi ne tvorijo enoslojne, temveč dvoslojne metafazne plošče. V anafazi prve delitve se homologni kromosomi vsakega para razhajajo vzdolž polov delitvenega vretena brez njihove vzdolžne ločitve v izolirane kromatide. Posledično se v telofazi na vsakem od polov delitve haploidno število kromosomov, ki ni sestavljeno iz ene, ampak iz dveh kromatid, prepolovi. Porazdelitev homolognih kromosomov v hčerinskih jedrih je naključna.

Takoj po telofazi prve delitve se začne druga stopnja mejoze - navadna mitoza z delitvijo kromosomov na kromatide. Kot rezultat teh dveh delitev in posledične citokineze nastanejo štiri haploidne hčerinske celice - tetrad. Hkrati med prvo in drugo jedrsko delitvijo ni medfaze in s tem reduplikacije DNA. Med oploditvijo se obnovi diploidni nabor kromosomov.

riž. 2.8. Diagram mejoze s številom kromosomov 2 n=4 : 1 - metafaza I (homologni kromosomi so sestavljeni v parih v metafazni plošči); 2 - anafaza I (homologni kromosomi se odmaknejo drug od drugega do polov vretena, ne da bi se razdelili na kromatide); 3 - metafaza II (kromosomi se nahajajo v metafazni plošči v eni vrsti, njihovo število je prepolovljeno); 4 - anafaza II (po delitvi se hčerinski kromosomi odmaknejo drug od drugega); 5 - telofaza II (nastane tetrada celic); IN- mitotično vreteno Hm 1 - enojni kromatidni kromosom Hm 2 - kromosom dveh kromatid.

Pomen mejoze ni le v zagotavljanju konstantnosti števila kromosomov v organizmih iz generacije v generacijo. Zaradi naključne porazdelitve homolognih kromosomov in izmenjave njihovih posameznih odsekov zarodne celice, nastale v mejozi, vsebujejo različne kombinacije kromosomov. To zagotavlja raznolikost kromosomskih garnitur, povečuje variabilnost lastnosti v naslednjih generacijah in tako zagotavlja material za evolucijo organizmov.

1. Opredelimo pojme.

Celica je strukturna enota vseh živih bitij.
Organoid je specializirana celična struktura, ki opravlja določene funkcije.

2. Zavrnimo trditev, da je jedro obvezna sestavina vseh celic organizmov.
Jedro je središče vseh jedrnih celic. Vendar pa obstajajo organizmi, ki nimajo jedra – bakterije. Takšni organizmi se imenujejo prokarionti.

3. Izpolni tabelo.

4. Dopolnimo povedi.
Notranje okolje celice je citoplazma. Vsebuje jedro in številne organele. Povezuje organele med seboj, zagotavlja gibanje različnih snovi in ​​je okolje, v katerem potekajo različni procesi. Lupina služi kot zunanji okvir celice, ji daje določeno obliko in velikost, opravlja zaščitne in podporne funkcije ter sodeluje pri transportu snovi v celico.

5. Podpišimo organele celice, označene na sliki s številkami.

1 - kloroplast
2 - celična stena
3 – citoplazmatsko membrano
4 - lizosom
5 - vakuola
6 - Golgijev aparat
7 - EPS
8 - jedro

6. Izpolni tabelo.


7. Označite organele v obrisu živalske celice.

8. Izpolnimo naloge.
1) Označite organele citoplazme:
a) jedro
c) kloroplasti
d) ribosomi
e) mitohondrije
e) vakuole

2) Označite strukture, ki se nahajajo v jedru:
b) nukleolus

9. Ugotovite vlogo kromosomov v celici.
Shranjevanje dednih informacij.

10. Vstavi manjkajoče črke.
Endoplazmatski retikulum, citoplazma, mitohondriji, ribosom, kloroplast, vakuola, klorofil, pinocitoza, faocitoza.

Laboratorijsko delo
"Zgradba rastlinske celice"

4. Nariši skupino rastlinskih celic.

5. Narišimo eno celico lista Elodea in podpišimo njene dele.

Laboratorijsko delo
"Zgradba živalske celice"

2. Nariši skupino celic živalskega tkiva.

3. Narišimo eno celico in podpišimo njene dele.


4. Označite razlikovalni in skupne značilnostiživalska celica z listno celico elodeje.
Podobnost je v tem, da obstaja citoplazemska membrana, citoplazma in jedro.

Razlike: Celica elodea ima kloroplaste, celično steno in vakuolo, medtem ko ima živalska celica lizosome in mitohondrije.