Органеллы клетки
Органеллы (organellae) являются обязательными микроструктурами для всех клеток, выполняющими определенные жизненно важные функции. Различают мембранные и немембранные органеллы. К мембранным органеллам, отграниченным от окружающей их гиалоплазмы мембранами, относятся эндоплазматическая сеть, внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), лизосомы, пероксисомы, митохондрии.
Мембранные органеллы клетки
Все мембранные органеллы построены из элементарных мембран, принцип организации которых аналогичен строению цитолемм. Цитофизиологические процессы связаны с постоянным слипанием, слиянием и разделением мембран, при этом возможны слипание и объединение только топологически одинаковых монослоев мембран. Так, наружный, обращенный к гиалоплазме слой любой мембраны органеллы идентичен внутреннему слою цитолеммы, а внутренний, обращенный в полость органеллы слой аналогичен наружному слою цитолеммы.
Эндоплазматическая сеть (reticulum endoplasmaticum) представляет собой единую непрерывную структуру, образованную системой цистерн, трубочек и уплощенных мешочков. На электронных микрофотографиях различают зернистую (шероховатую, гранулярную) и незернистую (гладкую, агранулярную) эндоплазматическую сеть. Внешняя сторона зернистой сети покрыта рибосомами, незернистая лишена рибосом. Зернистая эндоплазматическая сеть синтезирует (на рибосомах) и транспортирует белки. Незернистая сеть синтезирует липиды и углеводы и участвует в их обмене [например, стероидные гормоны в корковом веществе надпочечников и клетках Лейдига (сустеноцитах) яичек; гликоген - в клетках печени]. Одной из важнейших функций эндоплазматической сети является синтез мембранных белков и липидов для всех клеточных органелл.
Внутренний сетчатый аппарат, или комплекс Гольджи (apparatus reticularis internus), представляет собой совокупность мешочков, пузырьков, цистерн, трубочек, пластинок, ограниченных биологической мембраной. Элементы комплекса Гольджи соединены между собой узкими каналами. В структурах комплекса Гольджи происходят синтез и накопление полисахаридов, белково-углеводных комплексов, которые выводятся из клеток. Так образуются секреторные гранулы. Комплекс Гольджи имеется во всех клетках человека, кроме эритроцитов и роговых чешуек эпидермиса. В большинстве клеток комплекс Гольджи расположен вокруг или вблизи ядра, в экзокринных клетках - над ядром, в апикальной части клетки. Внутренняя выпуклая поверхность структур комплекса Гольджи обращена в сторону эндоплазматической сети, а внешняя, вогнутая, - к цитоплазме.
Мембраны комплекса Гольджи образованы зернистой эндоплазматической сетью и переносятся транспортными пузырьками. От внешней стороны комплекса Гольджи постоянно отпочковываются секреторные пузырьки, а мембраны его цистерн постоянно обновляются. Секреторные пузырьки поставляют мембранный материал для клеточной мембраны и гликокаликса. Таким образом обеспечивается обновление плазматической мембраны.
Лизосомы (lysosomae) представляют собой пузырьки диаметром 0,2-0,5 мкм, содержащие около 50 видов различных гидролитических ферментов (протеазы, липазы, фосфолипазы, нуклеазы, гликозидазы, фосфатазы). Лизосомальные ферменты синтезируются на рибосомах зернистой эндоплазматической сети, откуда переносятся транспортными пузырьками в комплекс Гольджи. От пузырьков комплекса Гольджи отпочковываются первичные лизосомы. В лизосомах поддерживается кислая среда, ее рН колеблется от 3,5 до 5,0. Мембраны лизосом устойчивы к заключенным в них ферментам и предохраняют цитоплазму от их действия. Нарушение проницаемости лизосомальной мембраны приводит к активации ферментов и тяжелым повреждениям клетки вплоть до ее гибели.
Во вторичных (зрелых) лизосомах (фаголизосомах) происходит переваривание биополимеров до мономеров. Последние транспортируются через лизосомальную мембрану в гиалоплазму клетки. Непереваренные вещества остаются в лизосоме, в результате чего лизосома превращается в так называемое остаточное тельце высокой электронной плотности.
Пероксисомы (peroxysomae) представляют собой пузырьки диаметром от 0,3 до 1,5 мкм. Они содержат окислительные ферменты, разрушающие перекись водорода. Пероксисомы участвуют в расщеплении аминокислот, обмене липидов, включая холестерин, пурины, в обезвреживании многих токсичных веществ. Считается, что мембраны пероксисом образуются путем отпочковывания от незернистой эндоплазматической сети, а ферменты синтезируются полирибосомами.
Митохондрии (mitochondrii), являющиеся «энергетическими станциями клетки», участвуют в процессах клеточного дыхания и преобразования энергии в формы, доступные для использования клеткой. Их основные функции - окисление органических веществ и синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Митохондрии имеют вид округлых, удлиненных или палочковидных структур длиной 0,5-1,0 мкм и шириной 0,2-1,0 мкм. Количество, размеры и расположение митохондрий зависят от функции клетки, ее потребности в энергии. Много крупных митохондрий в кардиомиоцитах, мышечных волокнах диафрагмы. Они расположены группами между миофибриллами, окружены гранулами гликогена и элементами незернистой эндоплазматической сети. Митохондрии являются органеллами с двойными мембранами (толщина каждой около 7 нм). Между наружной и внутренней митохондриальными мембранами расположено межмембранное пространство шириной 10-20 нм. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки, или кристы. Обычно кристы ориентированы поперек длинной оси митохондрии и не достигают противоположной стороны митохондриальной мембраны. Благодаря кристам площадь внутренней мембраны резко возрастает. Так, поверхность крист одной митохондрии гепатоцита составляет около 16 мкм. Внутри митохондрии, между кристами, находится мелкозернистый матрикс, в котором видны гранулы диаметром около 15 нм (митохондриальные рибосомы) и тонкие нити, представляющие собой молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Синтезу АТФ в митохондриях предшествуют начальные этапы, происходящие в гиалоплазме. В ней (в отсутствие кислорода) сахара окисляются до пирувата (пировиноградной кислоты). Одновременно синтезируется небольшое количество АТФ. Основной синтез АТФ происходит на мембранах крист в митохондриях с участием кислорода (аэробное окисление) и ферментов, имеющихся в матриксе. При таком окислении образуется энергия для функций клетки, а также выделяются углекислота (СО 2) и вода (Н 2 О). В митохондриях на собственных молекулах ДНК синтезируются молекулы информационных, транспортных и рибосомальных нуклеиновых кислот (РНК).
В матриксе митохондрий имеются также рибосомы размером до 15 нм. Однако митохондриальные нуклеиновые кислоты и рибосомы отличаются от подобных структур данной клетки. Таким образом, митохондрии имеют собственную систему, необходимую для синтеза белков и для самовоспроизведения. Увеличение числа митохондрий в клетке происходит путем ее деления на более мелкие части, которые растут, увеличиваются в размерах и способны снова делиться.
Лекция 6. Одномембранные органоиды
Органоиды – постоянные, обязательно присутствующие структуры клетки, выполняющие специфические функции и имеющие определенное строение. В зависимости от строения, органоиды можно разделить на две группы – мембранные, в состав которых обязательно входят мембраны, и немембранные. В свою очередь мембранные органоиды могут быть одномембранными – если образованы одной мембраной и двумембранными – если оболочка органоидов состоит из двух мембран.
Органоиды
http://pandia.ru/text/78/152/images/image002_207.gif" width="134" height="26">
Мембранные Немембранные
http://pandia.ru/text/78/152/images/image006_130.gif" width="146 height=26" height="26">Одномембранные Двумембранные
Рассмотрим строение и функции одномембранных органоидов.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) , эндоплазматический ретикулум (ЭПР) – одномембранный органоид. Представляет собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство - полости ЭПС. Мембраны с одной стороны связаны с цитоплазматической мембраной, с другой - с наружной ядерной мембраной. Различают три вида ЭПС: шероховатую (гранулярную) , содержащую на своей поверхности рибосомы, и представляющую собой совокупность уплощенных мешочков, связанных друг с другом; гладкую (агранулярную), имеющую трубчатое строение, мембраны которой не несут рибосом; и промежуточную , соединяющую шероховатую и гладкую ЭПС.
ЭПС отвечает за транспорт веществ, образует компартменты («отсеки»), в которых происходят различные реакции. На гладкой ЭПС происходит синтез углеводов и липидов, на шероховатой – синтез белка. По каналам ЭПС молекулы белка транспортируются к комплексу Гольджи, отделяются от ЭПС в виде мембранных пузырьков с органическими молекулами, которые сливаются с комплексом Гольджи.
Аппарат Гольджи , комплекс Гольджи – одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями, с которыми связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи).
Пузырьки Гольджи в основном сконцентрированы на стороне, примыкающей к ЭПР, и по периферии стопок. Полагают, что они переносят в аппарат Гольджи белки и липиды, молекулы которых, передвигаясь из цистерны в цистерну, подвергаются химической модификации. Важнейшая функция комплекса Гольджи – выведение из клетки различных секретов (ферментов, гормонов), поэтому он хорошо развит в секреторных клетках – «экспортная система» клетки .
У аппарата Гольджи выделяют две разные стороны: формирующую (проксимальную, cis -полюс) , обращенную к ЭПС, поскольку именно оттуда поступают небольшие пузырьки, несущие в аппарат Гольджи белки и липиды и зрелую (дистальную, trans -полюс) , от которой постоянно отпочковываются пузырьки, несущие белки и липиды в разные компартменты клетки или за ее пределы.
Каждая стопка комплекса Гольджи обычно состоит из четырех-шести «цистерн», является структурно-функциональной единицей аппарата Гольджи и называется диктиосомой . Число диктиосом в клетке колеблется от одной до нескольких сотен. В растительных клетках диктиосомы обособлены. Аппарат Гольджи обычно расположен около клеточного ядра (в животных клетках часто вблизи клеточного центра).
Наружная часть аппарата Гольджи постоянно расходуется в результате отшнуровывания пузырьков, а внутренняя – постепенно формируется за счет деятельности ЭПР.
Функции комплекса Гольджи: накопление белков, липидов, углеводов; модификация и упаковка в мембранные пузырьки (везикулы) поступивших органических веществ; секреция белков, липидов, углеводов; место образования лизосом . Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках.
Лизосомы – одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки (диаметр от 0,5 до 2 мкм), содержащие набор гидролитических ферментов. Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки лизосом. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом .
Различают первичные и вторичные лизосомы . Первичными называются лизосомы, отпочковавшиеся от аппарата Гольджи. Вторичными называются лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с эндоцитозными вакуолями. В этом случае в них происходит переваривание веществ, поступивших в клетку путем фагоцитоза или пиноцитоза, поэтому их можно назвать пищеварительными вакуолями .
Автофагия – процесс уничтожения ненужных клетке структур. Сначала подлежащая уничтожению структура окружается одинарной мембраной, затем образовавшаяся мембранная везикула сливается с первичной лизосомой, в результате также образуется вторичная лизосома – автофагическая вакуоль, в которой эта структура переваривается. Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем . Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки.Автолиз – саморазрушение клетки, наступающее вследствие высвобождения содержимого лизосом. В норме автолиз имеет место при метаморфозах (исчезновение хвоста у головастика лягушек), инволюции матки после родов, в очагах омертвления тканей.
Функции лизосом . Таким образом, лизосомы отвечают за внутриклеточное разрушение макромолекул органических веществ – «пищеварительная система» клетки и за уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур.
Пероксисомы – органоиды, сходные по строению с лизосомами, пузырьки с диаметром до 1,5 мкм с однородным матриксом, содержащим около 50 ферментов. Важнейшими ферментами являются оксидазы , катализирующие перенос двух атомов водорода с органических молекул (аминокислот, углеводов, жирных кислот) непосредственно на кислород, при этом образуется пероксид водорода, опасный для клетки окислитель:
АН2 + О2 → А + Н2О2
Образующуюся перекись водорода каталаза использует для окисления различных субстратов: Н2О2 + АН2 → А + 2Н2О. В клетках печени пероксисомы крупные и их много, каталаза окисляет этиловый спирт до уксусного альдегида. Избыток Н2О2 и Н2О2, образовавшийся в другом месте клетки, также разрушается каталазой (2Н2О2 → 2Н2О + О2). Наряду с митохондриями пероксисомы активно используют кислород в качестве окислителя. Существует гипотеза, согласно которой пероксисомы – древние органоиды, которые появились раньше митохондрий: когда появился кислород в атмосфере, токсичный для большинства клеток, пероксисомы снижали его концентрацию в клетках, одновременно используя его для окислительных реакций.
Образуются пероксисомы отпочковываваясь от ранее существующих, т. е. относятся к самовоспроизводящимся органоидам, несмотря на то, что не содержат ДНК. Растут благодаря поступлению в них ферментов, ферменты пероксисом образуются на шероховатой ЭПС и в гиалоплазме. В крупных пероксисомах выявляется плотная сердцевина – нуклеоид , соответствующий области конденсации ферментов.
Вакуоли – одномембранные органоиды. Вакуоли представляют собой «емкости», заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи.
Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые затем по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну большую центральную вакуоль . Центральная вакуоль может занимать до 95% объема зрелой клетки, ядро и органоиды оттесняются при этом к клеточной оболочке. Мембрана, ограничивающая растительную вакуоль, называется тонопластом . Жидкость, заполняющая растительную вакуоль, называется клеточным соком . В состав клеточного сока входят водорастворимые органические и неорганические соли, моносахариды, дисахариды, аминокислоты, конечные или токсические продукты обмена веществ (гликозиды, алкалоиды), некоторые пигменты (антоцианы). Из органических веществ чаще запасаются сахара и белки. Сахара – чаще в виде растворов, белки поступают в виде пузырьков ЭПР и аппарата Гольджи, после чего вакуоли обезвоживаются, превращаясь в алейроновые зерна .
В животных клетках имеются мелкие пищеварительные и автофагические вакуоли , относящиеся к группе вторичных лизосом и содержащие гидролитические ферменты. У одноклеточных животных есть еще сократительные вакуоли , выполняющие функцию осморегуляции и выделения.
Функции . Растительные вакуоли отвечают за накопление воды и поддержание тургорного давления, накопление водорастворимых метаболитов – запасных питательных веществ и минеральных солей, окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян. Пищеварительные и автофагические вакуоли – разрушают органические макромолекулы; сократительные вакуоли регулируют осмотическое давление клетки и выводят ненужные вещества из клетки.
Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и вакуоли образуют единую вакуолярную сеть клетки , отдельные элементы которой могут переходить друг в друга.
|
Аксонема образована 9 периферическими парами микротрубочек и одной центральной парой, напоминает велосипедное колесо: ось – пара микротрубочек, спицы – особые белки, соединяющие центральную пару микротрубочек с периферическими парами, и обод, образованный 9 парами микротрубочек. Реснички имеют клетки дыхательных путей человека, эпителий маточных труб. Жгутики у человека имеются только у мужских половых клеток – сперматозоидов. У прокариот строение жгутиков иное, и они не окружены мембраной.
Многие клетки могут иметь на поверхности тонкие выпячивания – микроворсинки для увеличения поверхности (клетки тонкого кишечника, извитых канальцев почек). В отличии от ресничек они не способны совершать движения, у них под мембраной отсутствуют микротрубочки аксонемы.
Ключевые термины и понятия
1. Гранулярная, гладкая, промежуточная ЭПС. 2. Цис-, транс-полюса комплекса Гольджи. 3. Диктиосома. 4. Первичные, вторичные лизосомы. 5. Автофагические вакуоли, автолиз. 6. Нуклеоид пероксисомы. 7. Тонопласт. 8. Вакуолярная сеть клетки. 9. Алейроновые зерна. 10. Аксонема.
Основные вопросы для повторения
1. Характеристика ЭПР.
2. Строение и функции комплекса Гольджи.
3. Характеристика лизосом.
4. Строение, функции и образование пероксисом.
5. Виды вакуолей и их функции.
6. Строение жгутиков и ресничек эукариот.
7. Отличие ресничек от микроворсинок.
Лекция 6. Одномембранные органоиды
Органоиды – постоянные, обязательно присутствующие структуры клетки, выполняющие специфические функции и имеющие определенное строение. В зависимости от строения, органоиды можно разделить на две группы – мембранные, в состав которых обязательно входят мембраны, и немембранные. В свою очередь мембранные органоиды могут быть одномембранными – если образованы одной мембраной и двумембранными – если оболочка органоидов состоит из двух мембран.Органоиды
Мембранные Немембранные
Одномембранные Двумембранные 
Рис. . Схема строения эукариотической клетки
1 – пиноцитозный каналец; 2 – межклеточная щель; 3 – шероховатая ЭПС; 4 – плазмалемма; 5 – митохондрия; 6 – базальная мембрана; 7 – лизосома; 8 – центриоли клеточного центра; 9 – комплекс Гольджи; 10 – ядерный сок, кариоплазма с хроматином; 11 – ядрышко; 12 – ядерная оболочка; 13 – рибосомы; 14 – канальцы гладкой ЭПС; 15 – микроворсинки.
Рассмотрим строение и функции одномембранных органоидов.Эндоплазматическая сеть (ЭПС) , эндоплазматический ретикулум (ЭПР) – одномембранный органоид. Представляет собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство - полости ЭПС. Мембраны с одной стороны связаны с цитоплазматической мембраной, с другой - с наружной ядерной мембраной. Различают три вида ЭПС: шероховатую (гранулярную) , содержащую на своей поверхности рибосомы, и представляющую собой совокупность уплощенных мешочков, связанных друг с другом; гладкую (агранулярную), имеющую трубчатое строение, мембраны которой не несут рибосом; и промежуточную , соединяющую шероховатую и гладкую ЭПС.ЭПС отвечает за транспорт веществ, образует компартменты («отсеки»), в которых происходят различные реакции. На гладкой ЭПС происходит синтез углеводов и липидов, на шероховатой – синтез белка. По каналам ЭПС молекулы белка транспортируются к комплексу Гольджи, отделяются от ЭПС в виде мембранных пузырьков с органическими молекулами, которые сливаются с комплексом Гольджи.Аппарат Гольджи , комплекс Гольджи – одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями, с которыми связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи).Пузырьки Гольджи в основном сконцентрированы на стороне, примыкающей к ЭПР, и по периферии стопок. Полагают, что они переносят в аппарат Гольджи белки и липиды, молекулы которых, передвигаясь из цистерны в цистерну, подвергаются химической модификации. Важнейшая функция комплекса Гольджи – выведение из клетки различных секретов (ферментов, гормонов), поэтому он хорошо развит в секреторных клетках – «экспортная система» клетки .У аппарата Гольджи выделяют две разные стороны: формирующую (проксимальную, cis -полюс) , обращенную к ЭПС, поскольку именно оттуда поступают небольшие пузырьки, несущие в аппарат Гольджи белки и липиды и зрелую (дистальную, trans -полюс) , от которой постоянно отпочковываются пузырьки, несущие белки и липиды в разные компартменты клетки или за ее пределы.Каждая стопка комплекса Гольджи обычно состоит из четырех-шести «цистерн», является структурно-функциональной единицей аппарата Гольджи и называется диктиосомой . Число диктиосом в клетке колеблется от одной до нескольких сотен. В растительных клетках диктиосомы обособлены. Аппарат Гольджи обычно расположен около клеточного ядра (в животных клетках часто вблизи клеточного центра).Наружная часть аппарата Гольджи постоянно расходуется в результате отшнуровывания пузырьков, а внутренняя – постепенно формируется за счет деятельности ЭПР.
Рис. Комплекс Гольджи
Функции комплекса Гольджи: накопление белков, липидов, углеводов; модификация и упаковка в мембранные пузырьки (везикулы) поступивших органических веществ; секреция белков, липидов, углеводов; место образования лизосом . Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках.Лизосомы – одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки (диаметр от 0,5 до 2 мкм), содержащие набор гидролитических ферментов. Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки лизосом. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом .Различают первичные и вторичные лизосомы . Первичными называются лизосомы, отпочковавшиеся от аппарата Гольджи. Вторичными называются лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с эндоцитозными вакуолями. В этом случае в них происходит переваривание веществ, поступивших в клетку путем фагоцитоза или пиноцитоза, поэтому их можно назвать пищеварительными вакуолями .А
Рис. Образование лизосом
Втофагия – процесс уничтожения ненужных клетке структур. Сначала подлежащая уничтожению структура окружается одинарной мембраной, затем образовавшаяся мембранная везикула сливается с первичной лизосомой, в результате также образуется вторичная лизосома – автофагическая вакуоль, в которой эта структура переваривается.П
Рис. . Образование экзоцитозных пузырьков (А), пищеварительных вакуолей (Б) и автофагических вакуолей (В).
Родукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем . Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки.Автолиз – саморазрушение клетки, наступающее вследствие высвобождения содержимого лизосом. В норме автолиз имеет место при метаморфозах (исчезновение хвоста у головастика лягушек), инволюции матки после родов, в очагах омертвления тканей.Функции лизосом . Таким образом, лизосомы отвечают за внутриклеточное разрушение макромолекул органических веществ – «пищеварительная система» клетки и за уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур.
Рис. . Пероксисома.
В центре – нуклеоид.
Пероксисомы – органоиды, сходные по строению с лизосомами, пузырьки с диаметром до 1,5 мкм с однородным матриксом, содержащим около 50 ферментов. Важнейшими ферментами являются оксидазы , катализирующие перенос двух атомов водорода с органических молекул (аминокислот, углеводов, жирных кислот) непосредственно на кислород, при этом образуется пероксид водорода, опасный для клетки окислитель:
АН 2 + О 2 → А + Н 2 О 2
Образующуюся перекись водорода каталаза использует для окисления различных субстратов: Н 2 О 2 + АН 2 → А + 2Н 2 О. В клетках печени пероксисомы крупные и их много, каталаза окисляет этиловый спирт до уксусного альдегида. Избыток Н 2 О 2 и Н 2 О 2 , образовавшийся в другом месте клетки, также разрушается каталазой (2Н 2 О 2 → 2Н 2 О + О 2). Наряду с митохондриями пероксисомы активно используют кислород в качестве окислителя. Существует гипотеза, согласно которой пероксисомы – древние органоиды, которые появились раньше митохондрий: когда появился кислород в атмосфере, токсичный для большинства клеток, пероксисомы снижали его концентрацию в клетках, одновременно используя его для окислительных реакций.Образуются пероксисомы отпочковываваясь от ранее существующих, т.е. относятся к самовоспроизводящимся органоидам, несмотря на то, что не содержат ДНК. Растут благодаря поступлению в них ферментов, ферменты пероксисом образуются на шероховатой ЭПС и в гиалоплазме. В крупных пероксисомах выявляется плотная сердцевина – нуклеоид , соответствующий области конденсации ферментов.Вакуоли – одномембранные органоиды. Вакуоли представляют собой «емкости», заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи.Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые затем по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну большую центральную вакуоль . Центральная вакуоль может занимать до 95% объема зрелой клетки, ядро и органоиды оттесняются при этом к клеточной оболочке. Мембрана, ограничивающая растительную вакуоль, называется тонопластом . Жидкость, заполняющая растительную вакуоль, называется клеточным соком . В состав клеточного сока входят водорастворимые органические и неорганические соли, моносахариды, дисахариды, аминокислоты, конечные или токсические продукты обмена веществ (гликозиды, алкалоиды), некоторые пигменты (антоцианы). Из органических веществ чаще запасаются сахара и белки. Сахара – чаще в виде растворов, белки поступают в виде пузырьков ЭПР и аппарата Гольджи, после чего вакуоли обезвоживаются, превращаясь в алейроновые зерна .В животных клетках имеются мелкие пищеварительные и автофагические вакуоли , относящиеся к группе вторичных лизосом и содержащие гидролитические ферменты. У одноклеточных животных есть еще сократительные вакуоли , выполняющие функцию осморегуляции и выделения.Функции . Растительные вакуоли отвечают за накопление воды и поддержание тургорного давления, накопление водорастворимых метаболитов – запасных питательных веществ и минеральных солей, окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян. Пищеварительные и автофагические вакуоли – разрушают органические макромолекулы; сократительные вакуоли регулируют осмотическое давление клетки и выводят ненужные вещества из клетки.Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и вакуоли образуют единую вакуолярную сеть клетки , отдельные элементы которой могут переходить друг в друга. Р
Рис. Строение жгутиков и ресничек эукариот
Еснички и жгутики. Эти органоиды участвуют в процессах движения и представляют собой каркас из микротрубочек, называемый аксонемой , окруженный плазмалеммой. Длина ресничек – до 10 мкм, жгутики отличаются только размерами и их длина достигает 70 мкм. В основании ресничек и жгутиков находится базальное тельце , в котором 9 триплетов микротрубочек.Аксонема образована 9 периферическими парами микротрубочек и одной центральной парой, напоминает велосипедное колесо: ось – пара микротрубочек, спицы – особые белки, соединяющие центральную пару микротрубочек с периферическими парами, и обод, образованный 9 парами микротрубочек. Реснички имеют клетки дыхательных путей человека, эпителий маточных труб. Жгутики у человека имеются только у мужских половых клеток – сперматозоидов. У прокариот строение жгутиков иное, и они не окружены мембраной.Многие клетки могут иметь на поверхности тонкие выпячивания – микроворсинки для увеличения поверхности (клетки тонкого кишечника, извитых канальцев почек). В отличии от ресничек они не способны совершать движения, у них под мембраной отсутствуют микротрубочки аксонемы.Ключевые термины и понятия 1. Гранулярная, гладкая, промежуточная ЭПС. 2. Цис-, транс-полюса комплекса Гольджи. 3. Диктиосома. 4. Первичные, вторичные лизосомы. 5. Автофагические вакуоли, автолиз. 6. Нуклеоид пероксисомы. 7. Тонопласт. 8. Вакуолярная сеть клетки. 9. Алейроновые зерна. 10. Аксонема.Основные вопросы для повторения
Характеристика ЭПР.
Пояснение.
Клеточная мембрана: избирательная проницаемость; активный транспорт; способность к фагоцитозу. Клеточная стенка: поддержание формы клетки; придаёт жёсткость клетке.
Внешняя клеточная мембрана, или плазмалемма. Она отграничивает клетку от внешней среды, часто наряду с клеточной стенкой. Однако клеточная стенка есть только у прокариот, растений и грибов, тогда как у животных ее нет. А мембрана присутствует всегда. Толщина клеточной мембраны - 5–7 нм. Мембрана - это оболочка с весьма примечательными свойствами. Она не имеет постоянной формы, а ограничиваемое ею пространство - постоянного объема, и, вообще-то говоря, она жидкая, хотя и вязкая. Фосфолипиды выстраиваются в два слоя - хвостами внутрь, головами наружу. Это называется липидный бислой. Их хвосты образуют ту самую несмешивающуюся с водой фазу - гидрофобную пленку, а головы ориентированы к водной среде снаружи и внутри клетки.
В водной среде фосфолипиды всегда располагаются в виде бислоя и образуют пузырьки. Это свойство обеспечивает замкнутость клеточной мембраны: если ее целостность нарушить, то она тут же восстанавливается. Так же имеются мембранные белки, которые подразделяются на периферические (слабо связанные с мембраной) и интегральные (локализованные в липидном бислое).
Через мембрану возможен активный и пассивный транспорт (диффузия).
Плазмалемма - очень непростая оболочка. Она может менять форму и площадь поверхности. Благодаря разнообразным белкам она может пропускать или не пропускать самые разные наборы вещества. Но это полужидкая и неизбежно очень нежная оболочка, которая вряд ли может предотвращать клетку от серьезных механических повреждений. Поэтому у многих организмов клетка окружена еще и клеточной стенкой. Это жесткое мало- или совсем нерастяжимое образование, внешнее по отношению к клетке. Как правило, она в той или иной степени сохраняет форму, упруга и прочна, в ряде случаев - очень прочна и обладает изрядной толщиной. Она состоит из веществ, вырабатываемых внутри клетки, выделяемых ею наружу и там затвердевающих. Чаще всего основу клеточной стенки составляют полисахариды. Но иногда большая часть стенки представлена другими твердыми органическими веществами.
Клеточная стенка - оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.
В отличие от плазмалеммы клеточная стенка непроницаема для большинства веществ. Поэтому в определенных, удобных для данной клетки местах в клеточных стенках имеются поры. Сквозь поры проходят цитоплазматические мостики, соединяющие растительные клетки друг с другом - плазмодесмы.
Источник. Курс лекций по общей биологии. О.Э. Костерин. http://pisum.bionet.nsc.ru/kosterin/lectures/index.htm
Ответ: 11221.
Мембранные органоиды клетки.
Выполнила ученица 10 «δ» класса
Гурова Валерия
Руководитель: Сорокин Владимир Анатольевич
Введение………………………………………………3
Глава 1. Что такое мембранные органоиды клетки………………………………………….4
Глава 2. ПластидыГлава 3. Митохондрии
Глава 4. Эндоплазматическая сеть.
Глава 5. Комплекс Гольджи
Глава 6. Лизосомы
Глава 7. Вакуоли
Заключение
Список литературы
Введение
Моя работа посвящена изучению мембранных органоидов клетки: выявлению их значений, строению и функций. Выбранная тема актуальна в нашевремя тем, что она является неотъемлемой частью биологии. Предметами исследования являются одни из важнейших элементов организма, выполняющие жизненно важные функции для всего живого.
Цель: исследовать мембранные органоиды клетки, пояснить их строение и функции, выяснить, какую роль они играют в жизни каждой клетки и организма в целом.
Задачи:
1)Пояснить, что такое мембранныеорганоиды клетки и что в них входит.
2) рассказать о строении мембранных органоидов клетки
3)выявить их значения и функции, Работа состоит из: введения, семи глав, заключения и списка литературы.
Глава 1.Что такое мембранные органоиды клетки.
Органоиды - постоянные внутриклеточныеструктуры, имеющие определенное строение и выполняющие соответствующие функции. Все органоиды клетки делятся на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органоиды делятся на двумембранные и одномембранные. Двумембранными компонентами являются пластиды, митохондрии. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы - эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных игрибных клеток, пульсирующие вакуоли и др. К немембранным оргноидам принадлежат рибосомы и клеточный центр, постоянно присутствующие в клетке, а также цитоскелет и органоиды движения. Выраженность элементов цитоскелета (постоянного компонента клетки) может значительно меняться в течение клеточного цикла - от полного исчезновения одного компонента (например, цитоплазматических трубочек во время деленияклетки) до появления новых структур (веретена деления).
Общим свойством мембранных органелл является то, что все они построены из липопротеидных пленок (биологических мембран), замыкающихся сами на себя так, что образуются замкнутые полости, или отсеки. Внутреннее содержимое этих отсеков всегда отличается от гиалоплазмы.Двумембранные органоиды.
Глава 2. Пластиды
К двумебранным органоидам относятся пластиды и митохондрии. Пластиды -характерные органеллы клеток автотрофных эукариотических организмов. Их окраска, форма и размеры весьма разнообразны. Различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.
Хлоропласты имеютзеленый цвет, обусловленный присутствием основного пигмента - хлорофилла. Хлоропласты содержат также вспомогательные пигменты - каротиноиды (оранжевого цвета). По форме хлоропласты - это овальные линзовидные тельца размером (5-10) х (2-4) мкм. В одной клетке листа может находиться 15-20 и более хлоропластов, а у некоторых водорослей - лишь 1 -2 гигантских хлоропласта различной формы.
Хлоропласты ограничены двумя мембранами - наружной и внутренней. Наружная мембрана отграничивает жидкую внутреннюю гомогенную среду хлоропласта - строму (матрикс). В строме содержатся белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула), РНК, рибосомы и запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна) а также ферменты, участвующие в фиксации углекислого газа....