что сохраняет целостность клетки и придает ей форму

Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности

Содержание:

Строение клетки

Сначала элементарная единица строения организмов получила латинское название cellula, что в переводе означает «маленькая камера». Древнегреческое слово «цитос» переводится как «ячейка». «Цитология» — название современной науки о строении и функциях разных типов клеток.

Бактерии, многие виды грибов, водорослей, простейшие животные — одноклеточные существа. Гораздо больше на Земле видов многоклеточных живых организмов. Вирусы не имеют клеточного строения, поэтому не могут быть отнесены ни к одной из названых групп. Однако для жизнедеятельности и размножения вирионы должны попасть в живые клетки.

Длительная эволюция жизни привела в далеком геологическом прошлом к появлению одноклеточных организмов. Многоклеточные возникли позже в истории Земли. Клетки у таких живых организмов преимущественно специализированные, имеют разнообразные формы, размеры и другие морфологические особенности. Они выполняют определенные функции в составе тканей и органов.

Цитологические знания появлялись, накапливались и дополнялись в течение нескольких веков. К середине XIX века исследователи сформулировали основные положения клеточной теории. Выдающийся вклад в развитие учения внесли М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов и другие ученые.

Согласно результатам исследований, для клеток характерны:

Средний диаметр структурных единиц человеческого организма — около 25 микрон (мк) или микрометров (мкм). Крупными размерами отличаются яйцеклетки — 0,15 мм. В целом, ткани тела человека содержат 200 типов «строительных блоков». Скопления клеток, сходных по структуре и функциям, образуют ткани. Последние составляют основу органов.

Органоиды клеток

Микроскопические автономные системы содержат много компонентов. Органоиды — постоянные части клетки (рис. 1). Включения возникают и исчезают в зависимости от возраста и процессов жизнедеятельности. Компоненты тесно взаимодействуют в микроскопически маленьком пространстве.

Плазматическая мембрана

Общая толщина составляет 6–10 нм. Плазматическая мембрана содержит двойной слой липидов и два слоя белков. Белковые молекулы расположены на поверхности и в толщине липидного слоя. Растительные клетки, помимо плазматической мембраны, имеют плотную клеточную стенку.

Цитоплазма

Под оболочкой клетки находится полужидкая масса, коллоид (промежуточное состояние между истинным раствором и взвесью). Цитоплазма содержит белки, липиды, углеводы, РНК, ионы. Имеются протеиновые структуры в виде микронитей и микротрубочек — цитоскелет. В цитоплазму погружены все компоненты клетки.

Ядро

Митохондрии

«Энергетические станции» клетки — овальные или округлые тельца размером от 0,5 до 7 мкм. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует складки (кристы), как на

Матрикс содержит рибосомы, молекулы ДНК и РНК, ферменты. Часть вырабатываемой энергии расходуется в рибосомах, где из аминокислот синтезируются белки.

Пластиды

Крупные полуавтономные органоиды клетки, обладающие собственным геномом. Пластиды покрыты 2–4 белково-липидными оболочками. Внутри имеются строма, пузырьки, кольцевая молекула ДНК, рибосомы.

Получены веские доказательства происхождения пластид в результате симбиоза древней прокариотической клетки и цианобактерий.

Эндоплазматическая сеть или ретикулум (ЭР)

Система мешочков и каналов между ними диаметром 25–30 нм, образует единое целое с плазматической мембраной и оболочкой ядра. Различают гладкий и шероховатый ЭР. Сеть предназначена для транспортировки веществ в клетке к месту использования.

Комплекс Гольджи

Органоид в виде системы мешочков и пузырьков размером 20–30 нм. Комплекс Гольджи находится вблизи ядра, необходим для образования лизосом. Последние нужны для удаления продуктов распада.

Лизосомы

Мешочки сферической формы, покрытые одной мембраной. Внутреннее содержимое богато ферментами.

Вакуоли

Мешочки и пузырьки, покрытые одной мембраной. Крупные вакуоли характерны для растительных клеток, мелкие — для животных. Содержат пигменты, питательные вещества, минеральные растворы. Различают пищеварительные, фагоцитарные и сократительные вакуоли.

Клеточный центр

Органоид, не имеющий собственной мембраны. Клеточный центр образован центросферой и двумя центриолями, содержит белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Рибосомы

Мелкие немембранные органоиды клетки. Состоят из большой и малой субъединиц. Рибосомы расположены в цитоплазме свободно или связаны с мембранами. Богаты РНК и белками.

Включения клетки могут быть жидкими и твердыми. Первые — это гранулы различных веществ. Капли жира — жидкие включения.

Если ядра нет, то организмы относятся к прокариотам (доядерным). В эволюционном плане они более древние и примитивные. Генетический материал таких клеток не отделен мембраной от цитоплазмы. Внутри расположены рибосомы. Почти не встречаются мембранные органоиды. Многие одноклеточные организмы относятся к прокариотам. Клетки, в которых хотя бы на одной стадии развития появляется ядро, — эукариотические.

Функции клеточных структур

Плазматическая мембрана ограничивает и препятствует вытеканию цитоплазмы, защищает находящиеся в ней органоиды. Оболочка клетки обладает избирательной проницаемостью. Происходит пассивный и активный транспорт веществ через микроотверстия.

Другие функции плазматической мембраны:

Пассивный транспорт через мембрану протекает без затрат энергии, в направлении от большей концентрации к меньшей. Так происходит осмотический перенос молекул воды. Активный транспорт протекает с затратами энергии, в направлении от меньшей концентрации к большей. Пример — диффузия питательных, минеральных веществ.

Клетка активно поглощает различные соединения. Если это твердые частицы, то процесс называется фагоцитоз. Поглощение капелек жидкости — пиноцитоз. Наружу через мембрану выводятся остатки веществ.

Цитоплазма объединяет органоиды и включения. Благодаря коллоидным и прочим свойствам внутреннего содержимого клетки осуществляется взаимодействие всех частей. Цитоскелет выполняет опорную функцию, способствует сохранению определенного положения органоидов в цитоплазме.

В ядре хранится наследственная информация, зашифрованная в структуре ДНК. Хроматин нужен для создания специфических для данного организма нуклеиновых кислот. Благодаря транскрипции РНК и поступлению данных в рибосомы происходит синтез белка. Ферменты нуклеоплазмы регулируют обмен аминокислот, белков, нуклеотидов. Ядро осуществляет контроль процессов жизнедеятельности клетки. Функции ядрышка — синтез одного из видов РНК.

Внутренняя мембрана митохондрии — место прикрепления ферментов для синтеза АТФ. Макроэргическое вещество необходимо для процессов жизнедеятельности. В митохондрии протекает аэробный этап дыхания, который сопровождается образованием АТФ.

Зеленая окраска хлоропластов обусловлена основным пигментом фотосинтеза. Осуществление этого процесса — основная задача пластид зеленого цвета. Световые реакции протекают на мембранах, содержащих молекулы хлорофилла. Темновые реакции фотосинтеза происходят в строме, богатой ферментами.

Хромопласты придают окраску цветкам, содержатся в плодах. Этот тип пластид обеспечивает привлечение опылителей и распространителей семян растений. Лейкопласты служат для запасания питательных веществ — крахмала, белка, масла.

В рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума происходит синтез белков. Гладкий ЭР содержит ферменты для синтеза, преобразований липидов и углеводов. Этот же тип трубочек и мешочков служит для образования лизосом, транспорта и обезвреживания токсических веществ. Растворение крупных молекул, переваривание старых клеточных структур происходит в лизосомах. Они принимают активное участие в фагоцитозе, гибели клеток.

Пищеварительные вакуоли участвуют в фагоцитозе, выделяют ненужные вещества в окружающую среду. Сократительные — обеспечивают поддержание водно-солевого баланса.

Рибосомы участвуют в сборке белковых молекул. Клеточный центр нужен для правильного распределения генетического материала при митотическом делении. Этот органоид служит для образования выростов клеток — жгутиков и ресничек (органоидов движения).

Включениями называют непостоянные компоненты клеток. Одни вещества в их составе являются запасом питания, другие — отходами жизнедеятельности.

Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности

Органоиды — относительно обособленные компоненты, обладающие специфическими функциями и особенностями строения. Основная часть генетического материала эукариотической клетки сосредоточена в ядре. Центральный органоид в одиночку не в состоянии обеспечить реализацию наследственной информации. Принимают участие цитоплазма и рибосомы. Они расположены в основном на шероховатой эндоплазматической сети.

Синтезированные белки транспортируются в комплекс Гольджи, после преобразований — в те части клетки, где они нужны. Благодаря лизосомам клетки не превращаются в «свалки отходов».

Митохондрии вырабатывают энергию, необходимую для осуществления процессов в клетке. Хлоропласты у растений служат для получения исходного материала, участвующего в энергетических превращениях.

Условно все органоиды клетки делят на три группы по характеру выполняемых функций. Митохондрии и хлоропласты осуществляют превращения энергии. Рибосомы, их скопления осуществляют синтез белков. Другие образования принимают участие в синтезе и обмене веществ.

Несмотря на существующие различия, все части клетки тесно взаимодействуют. Органоиды взаимосвязаны не только в пространстве, но и химически. Связывает все части клетки цитоплазма, в ней же происходят многочисленные реакции. В результате формируется единая структурная и функциональная система.

Строение растительной клетки

Рис.1 Растительная клетка

Отличие клеточного строения растений от животных — наличие стенки, состоящей из целлюлозы, пектина, лигнина.

Под прочной оболочкой находится плазматическая мембрана, имеющей типичное строение. Есть поры, через которые осуществляется связь между соседними клетками посредством плазмодесм, цитоплазматических мостиков. Нет центриолей, характерных для животных.

Важное отличие растительных организмов — наличие пластид. Крупные хлоропласты придают частям растений зеленый цвет. Фотосинтез в зеленых пластидах — процесс автотрофного питания. Растения создают органическое вещество из воды и углекислого газа при участии солнечного света.

Оранжевая и желтая окраска обусловлена присутствием других типов пластид, красная и синяя — возникает благодаря антоцианам. Лейкопласты и хромопласты специализируются на хранении веществ.

Крупная центральная вакуоль в растительной клетке заполнена клеточным соком. Органоиду принадлежит ведущая роль в поддержании тургора, хранении полезных веществ и разрушении старых белков, отживших свое органоидов.

Строение животной клетки

Это типичные эукариотические клетки. Под плазматической мембраной находятся цитоплазма и органоиды. Клеточной стенки нет. ДНК локализована в ядре и митохондриях.

Рис.2 Животная клетка

Вакуоли в клетках животных выполняют пищеварительные и сократительные функции. Центриоли состоят из пучков микротрубочек, принимающих участие в процессе деления. В качестве органелл движения могут присутствовать реснички и жгутики. Они важны для перемещения одноклеточных животных. В организме многоклеточных создают движение жидкостей или молекул твердых веществ вдоль неподвижных клеток.

Клетка — мельчайшая единица строения многоклеточных организмов. У одноклеточных это и есть тело. Любая клетка представляет собой сложную биохимическую систему. Части или органоиды действуют как единое целое, обеспечивают жизнедеятельность, а при размножении — передачу наследственных признаков.

Источник

Жизнедеятельность клетки. Моя лаборатория

Интересные факты и сведения

Клеточный сок содержит много воды, в которой растворены органические кислоты (щавелевая, яблочная, лимонная и др.), сахара, минеральные соли и другие вещества.

В клеточном соке растений растворены разнообразные красящие вещества, из которых наиболее распространён антоциан. В зависимости от свойств раствора клеточного сока антоциан изменяет его окрас ку. Если раствор обладает свойствами щёлочи, то сок приобретает голубой, синий, сиреневый или лиловый цвет; если свойствами кис лоты, то сок имеет красную окраску всех оттенков.

Лабораторная работа 1

Наблюдать движение цитоплазмы вы сможете, приготовив микропрепарат листа элодеи. Для этого отделите лист от стебля, положите его в каплю воды на предметное стекло и накройте покровным стеклом.

Рассмотрите препарат под микроскопом. Найдите в клетках хлоропласты и пронаблюдайте за их движением.

Лабораторная работа 2

Чтобы убедиться, что клетка реагирует на изменение условий среды, проделайте следующий опыт.

Поместите веточку водного растения элодеи на 10—15 мин в стакан с водой, в которую добавлено несколько капель спирта. Приготовьте микропрепарат листа элодеи и рассмотрите его под большим увеличением микроскопа.

Вы сможете убедиться, что струйчатое движение цитоплазмы, увлекающее за собой хлоропласты, стало более интенсивным.

Подумайте и предложите опыт, который бы показал, что изменение температуры также влияет на интенсивность движения цитоплазмы в клетках листьев элодеи.

Лабораторная работа 3

Прокипятите красные листья (свёклы, клёна, капусты краснокочаииой) в воде, к полученному раствору по каплям прибавьте слабый раствор уксусной кислоты. Наблюдайте за изменением окраски раствора. Прибавьте к раствору слабый раствор щёлочи (питьевой соды или аммиака). Как изменилась окраска?

Вакуоли в растительных клетках появляются постепенно. В молодых клетках клеточного сока содержится мало, поэтому он рассеян в виде мелких вакуолей в цитоплазме. По мере роста клеток количество клеточного сока увеличивается (рис. 20). Постепенно вакуоли увеличиваются и при соприкосновении сливаются. В результате образуется одна-две большие вакуоли. В старой клетке обычно имеется одна большая вакуоль, поэтому цитоплазма, в которой находится ядро, прилегает к клеточной оболочке.

Мембрана клетки имеет сложное строение, она легко проницаема для одних веществ и непроницаема для других. Полупроницаемость мембраны сохраняется, пока клетка жива. Таким образом, мембрана не только сохраняет целостность клетки, но и регулирует поступление веществ из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую её среду.

Источник

ГДЗ биология 5 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: 8 Строение клетки

Стр. 32. Вспомните

№ 1. Почему для изучения клеток необходимо использовать увеличительные приборы?

Потому что клетка является самой маленькой структурной единицей, которую рассмотреть невооруженным глазом невозможно. А чтобы досконально изучить ее строение, необходимо увеличить клетку в несколько десятков, а иногда и в несколько сотен раз. Для этого и используются увеличительные приборы.

№ 2. Почему микроскоп, с которым вы работаете, называют световым?

В своей работе мы используем световой микроскоп. Такое название у него потому, что для получения увеличенного изображения изучаемого объекта на предметном столике в нем используются лучи, которые проходят через него и попадают на систему линз объектива и окуляра. Таким образом, они освещают предмет и подают увеличенное изображение.

Стр. 33. Вопросы после параграфа

№ 1. Какую функцию выполняет клеточная мембрана?

Главная функция клеточной мембраны или плазматической мембраны состоит в постоянном поддержании целостности клетки, защите ее от факторов внешней среды и осуществлении взаимосвязи ее внутренней среды с внешней. Таким образом, она выполняет барьерную (отделяет содержимое клетки от внешней среды), контактную (способствует соединению клеток друг с другом), ферментативную (участвует в ферментативных реакциях), рецепторную (распознает внешние стимулы) и транспортную (регулирует обмен веществ) функции.

№ 2. Для каких клеток характерна клеточная стенка (оболочка)? Какова её роль?

Клеточная стенка (оболочка) есть у клеток бактерий, грибов и растений. В строении их клеток клеточная стенка служит своеобразным наружным скелетом, который поддерживает ее форму и обеспечивает ей постоянство. Несмотря на то, что сквозь клеточную стенку могут проникать вода, соли и многие минеральные вещества, она ограничивает рост и препятствует разрыву клетки, блокируя поступление чрезмерного количества воды внутрь клетки.

№3. Какую роль выполняет генетический аппарат клетки?

Генетический аппарат является важной составной частью клетки, которая не только контролирует все процессы жизнедеятельности в ней, но и определяет способность клетки к самовоспроизведению. Он представляет собой совокупность генов – носителей информации о синтезе белка в какой-то определенный момент, расположенных в основном ядре в растительной или животной клетке.

№ 4. В чём принципиальное отличие в строении клеток бактерий от клеток растений, животных и грибов?

Клетки бактерий имеют наиболее простое строение. В них нет ядра и митохондрий, аппарата Гольджи, пластид, лизосом и центриолей. Таким образом, бактерии являются прокариотами. Клетки грибов имеют уже усложненное строение, однако, по сравнению с клетками животных и растений, в них содержится много ядер. Они относятся к эукариотам.

Схожесть в строении клеток растений, грибов и растений в том, что в их составе, в отличие от бактерий, содержится практически одинаковый набор органоидов.

Стр. 33. Подумайте

О чём свидетельствует сходство химического состава и строения всех клеток?

Сходство в строении и химическом составе всех клеток как основных структурных и функциональных единиц живых организмов свидетельствует о родстве всего живого на нашей планете, то есть, об их едином происхождении.

Стр. 34. Моя лаборатория. Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом.

Рассматриваем изображённую на рисунке 16 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.

Подготавливаем предметное стекло, тщательно протирая его марлей.

Пипеткой наносим 1 – 2 капли воды на предметное стекло.

При помощи пинцета осторожно снимаем маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Кладем кусочек кожицы в каплю воды и расправляем кончиком препаровальной иглы.

Накрываем кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке. Фильтровальной бумагой оттягиваем лишнюю воду.

Рассматриваем приготовленный препарат при малом увеличении. Отмечаем, какие части клетки видим.

Окрашиваем препарат раствором йода. Фильтровальной бумагой с противоположной стороны оттягиваем лишний раствор.

Рассматриваем окрашенный препарат. Благодаря реакции с раствором йода стали хорошо видны и различимы в строении клетки кожицы лука оболочка, ядро, цитоплазма и даже поры.

При большем увеличении можно легко рассмотреть плотную, но почти прозрачную оболочку. В ней есть более тонкие участки – поры. Внутри клетки можно увидеть вязкое бесцветное вещество – цитоплазму, в которой находится небольшое плотное ядро с ядрышком. Практически во всех клетках, а особенно в старых, хорошо различимы полости. Это вакуоли.

Зарисовываем 2 – 3 клетки кожицы чешуи лука. Обозначаем оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком (рис. 17).

Подумаем, зачем препарат кожицы чешуи лука окрашивали раствором йода.

Мы знаем, что кожица чешуи лука бесцветная и прозрачная. Чтобы рассмотреть ее строение через микроскоп и увидеть клетки, которые ее образуют, необходимо окрашивать изучаемый препарат раствором йода.

Вывод

Растительный организм состоит из клеток, содержимое каждой из которых представлено полужидкой прозрачной цитоплазмой. Чтобы более детально рассмотреть строение клеток через микроскоп, нужно окрасить препарат раствором йода. Таким образом, можно увидеть, что в цитоплазме располагается ядро с ядрышком. Также становятся видны и более тонкие участи на оболочке – поры, через которые происходит связь между соседними клетками.

Стр. 36. Моя лаборатория. Пластиды в клетках листа элодеи

Приготовим препарат клеток листа водного растения элодеи. Для этого отделяем лист от стебля, кладем его в каплю воды на предметное стекло и накрываем покровным стеклом.

Рассматриваем препарат под микроскопом. Находим в клетках пластиды, отмечаем их окраску.

Под микроскопом мы можем увидеть пластиды, которые окрашены в зеленый цвет. Они содержат хлорофилл – зеленое вещество, благодаря которому листья растений имеют соответствующую зеленую окраску. Также в хлоропластах происходит процесс фотосинтеза.

Сравниваем увиденное под микроскопом с рисунком 18.

Зарисовываем строение клетки листа элодеи.

Вывод

Все растения имеют зеленый цвет. Это обеспечивается благодаря содержанию в их клетках особых пластид – хлоропластов. Ярким подтверждением тому являются клетки листа элодеи, которые мы рассмотрели под микроскопом и сравнили с рисунком, поданным в учебнике. Как видим, в клетках листа элодеи содержится большое количество хлоропластов, которые участвуют в процессе фотосинтеза и содержат хлорофилл – зеленый пигмент.

Стр. 36. Моя лаборатория. Пластиды в клетках плодов томатов, рябины, шиповника

Приготовим препараты клеток плодов томатов, рябины, шиповника. Для этого в каплю воды на предметном стекле иглой переносим частицы мякоти плода. Кончиком иглы разделяем мякоть на клетки и накрываем покровным стеклом.

Рассматриваем препарат под микроскопом. Находим в клетках пластиды, отмечаем их окраску.

Все клетки плодов томата, рябины и шиповника имеют пластиды, которые имеют разную форму и цвет. Зеленые пластиды – это хлоропласты. Другого оттенка – хромопласты, которые и придают плодам определенный цвет – желтый, оранжевый, красный.

Зарисовываем строение клеток.

Сравниваем форму и особенности пластид изученных клеток с изображёнными на рисунке 18. Определяем, под каким номером изображены клетки плодов рябины, томата, шиповника, соотносим их с рисунками плодов.

№ 1 – это клетки плодов томата (хромопласты сложной формы);

№ 2 – это клетки плодов рябины (хромопласты вытянутой, заостренной и слегка изогнутой формы);

№ 3 – это клетки плодов шиповника (хромопласты овальной формы).

Сравниваем клетки мякоти плодов с клетками листа элодеи и кожицы чешуи лука.

7. Выводы

Для всех клеток растений характерно наличие мембраны, цитоплазмы, ядра, вакуолей и пластид. Пластиды имеют разную форму и окраску, как это можно увидеть в результате лабораторных исследований. Например, в клетках чешуи лука пластиды бесцветные – лейкопласты. В клетках листа элодеи пластиды зеленого цвета – хлоропласты, которые содержат зеленый пигмент – хлорофилл. А вот в клетках томата, шиповника и рябины они красного цвета – хромопласты.

© 2021Copyright. Все права защищены. Правообладатель SIA Ksenokss.
Адрес: 1069, Курземес проспект 106/45, Рига, Латвия.
Тел.: +371 29-851-888 E-mail: [email protected]

Источник