Строение клетки

Содержание

Введение

1.Строение клетки

2.Пластиды

Заключение 

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Онтогенетический уровень  живого представлен отдельными организмами (особями). Клетки как элементарные структуры действуют как самостоятельные  организмы (бактерии, простейшие), а  так же, как клетки многоклеточных организмов. Особенность клеточного подуровня в том, что именно с  него и начинается жизнь.

 

Клетка — элементарная живая система и основная форма  организации живой материи: она  усваивает пищу, способна существовать и расти, может разделиться на две, каждая из которых содержит генетический материал, идентичный исходной клетке. Клетка — это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих  элементов живого.

 

Между клетками растений и  животных нет принципиальной разницы  по строению и функциям, некоторые  отличия лишь в строении мембран  и некоторых органелл. За 3 млрд. лет  существования на Земле живое  вещество развилось до нескольких миллионов  видов, но все они — от бактерий до высших животных — состоят из клеток. Специфичность клеточного подуровня  заключается в специализации  клеток. В человеческом организме  до 1015 клеток. Половые клетки служат для размножения, соматические (от греч. soma — тело) имеют разное строение и функции (нервные, мышечные, костные). Клетки отличаются своими размерами, формой, количеством поглощенного красителя. Среди живого есть одно- и многоклеточные организмы. Вирусы — неклеточные организмы, они размножаются в чужих клетках. Некоторые водоросли потеряли свое клеточное строение. На клеточном уровне происходит разграничение и упорядочение процессов жизнедеятельности во времени и пространстве, что связано с приуроченностью функций к различным субклеточным структурам.

 

 

 

 

 

1.Строение эукариотической клетки.

Эукариотическая клетка состоит из трех компонентов:

оболочки

цитоплазмы и ядра.

 Клеточная оболочка.

Снаружи клетка окружена оболочкой, основу которой составляет плазматическая

мембрана, или плазмалемма , имеющая типичное строение и толщину

7,5 нм.

Клеточная оболочка выполняет  важные и весьма разнообразные функции:

определяет и поддерживает форму клетки; защищает клетку от механических

воздействий проникновения  повреждающих биологических агентов ; осуществляет

рецепцию многих молекулярных сигналов (например, гормонов); ограничивает

внутреннее содержимое клетки; регулирует обмен веществ между  клеткой и

окружающей средой, обеспечивая  постоянство внутриклеточного состава;

участвует в формировании межклеточных контактов и различного рода

специфических выпячивании цитоплазмы (микроворсинок, ресничек, жгутиков).

Углеродный компонент  в мембране животных клеток называется гликокаликсом.

Обмен веществ между клеткой  и окружающей ее средой происходит постоянно.

Механизмы транспорта веществ в клетку и из нее зависят от размеров

транспортируемых частиц. Малые молекулы и ионы транспортируются клеткой

непосредственно через мембрану в форме активного и пассивного транспорта.

В зависимости от вида и  направления различают эндоцитоз и экзоцитоз.

Поглощение и выделение  твердых и крупных  частиц получило соответственно

названия фагоцитоз и  обратный фагоцитоз, жидких или

растворенных частичек –  пиноцитоз и обратный пиноцитоз.

     Цитоплазма. Органоиды и включения.

Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из

гиалоплазмы и находящихся в нем разнообразных внутриклеточных структур. Гиалоплазма (матрикс) – это водный раствор неорганических и органических

веществ, способный изменять свою вязкость и находящиеся в постоянном движении.

Способность к движению или, течению цитоплазмы, называют циклозом.

Матрикс – это активная среда, в которой протекают многие физические и

химические процессы и  которая объединяет все элементы клетки в единую

систему.

Цитоплазматические структуры  клетки представлены включениями и  органоидами.

Включения – относительно непостоянные, встречающиеся в клетках  некоторых

типов в определенные моменты  жизнедеятельности, например, в качестве запаса

питательных веществ (зерна  крахмала, белков, капли гликогена) или продуктов

подлежащих выделению  из клетки. Органоиды – постоянные и обязательные

компоненты большинства  клеток, имеющим специфическую структуру и выполняющим

жизненно важную функцию.

К мембранным органоидам эукариотической клетки относят

эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды.

 Эндоплазматическая сеть. Вся внутренняя зона цитоплазмы  заполнена

многочисленными мелкими  каналами и полостями, стенки которых  представляют собой

мембраны, сходные по своей  структуре с плазматической мембраной. Эти каналы

ветвятся, соединяются друг с другом и образуют сеть, получившую название

эндоплазматической сети.

Эндоплазматическая сеть неоднородна по своему строению. Известны два ее типа

- гранулярная и гладкая.  На мембранах каналов и полостей  гранулярной сети

располагается множество  мелких округлых телец - рибосом, которые  придают

мембранам шероховатый вид. Мембраны гладкой эндоплазматической сети не несут

рибосом на своей поверхности.

Эндоплазматическая сеть выполняет много разнообразных  функций. Основная

функция гранулярной эндоплазматической сети - участие в синтезе белка,

который осуществляется в рибосомах.

На мембранах гладкой  эндоплазматической сети происходит синтез липидов и

углеводов. Все эти продукты синтеза накапливаются н каналах и полостях, а

затем транспортируются к  различным органоидам клетки, где  потребляются или

накапливаются в цитоплазме в качестве клеточных включений. Эндоплазматическая

сеть связывает между  собой основные органоиды клетки.

     Аппарат Гольджи . Во многих клетках животных, например

в нервных, он имеет форму сложной сети, расположенной вокруг ядра. В клетках

растений и простейших аппарат Гольджи представлен отдельными тельцами

серповидной или палочковидной  формы. Строение этого органоида  сходно в клетках

растительных и животных организмов, несмотря на разнообразие его формы.

В состав аппарата Гольджи входят: полости, ограниченные мембранами и

расположенные группами (по 5-10); крупные и мелкие пузырьки, расположенные  на

концах полостей. Все эти элементы составляют единый комплекс.

Аппарат Гольджи выполняет много важных функций. По каналам эндоплазматической

сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки -

белки, углеводы и жиры. Все  эти вещества сначала накапливаются, а затем в

виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в

самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся  из нее и

используются в организме. Например, в клетках поджелудочной  железы

млекопитающих синтезируются  пищеварительные ферменты, которые  накапливаются в

полостях органоида. Затем образуются пузырьки, наполненные ферментами. Они

выводятся из клеток в проток поджелудочной железы, откуда перетекают в

полость кишечника. Еще одна важная функция этого органоида  заключается в том,

что на его мембранах происходит синтез жиров и углеводов (полисахаридов),

которые используются в клетке и которые входят в состав мембран. Благодаря

деятельности аппарата Гольджи происходят обновление и рост плазматической

мембраны.

     Митохондрии. В цитоплазме большинства клеток животных и растений

содержатся мелкие тельца (0,2-7 мкм) - митохондрии (греч. «митос» - нить,

«хондрион» - зерно, гранула).

Митохондрии хорошо видны  в световой микроскоп, с помощью  которого можно

рассмотреть их форму, расположение, сосчитать количество. Внутреннее строение

митохондрий изучено с  помощью электронного микроскопа. Оболочка митохондрии

состоит из двух мембран - наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая,

она не образует никаких  складок и выростов. Внутренняя мембрана, напротив,

образует многочисленные складки, которые направлены в полость  митохондрии.

Складки внутренней мембраны называют кристами (лат. «криста» - гребень,

вырост) Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток. Их может быть

от нескольких десятков до нескольких сотен, причем особенно много  крист в

митохондриях активно функционирующих клеток, например мышечных.

Митохондрии называют «силовыми  станциями» клеток» так как их основная функция

- синтез аденозинтрифосфорной  кислоты (АТФ). Эта кислота синтезируется  в

митохондриях клеток всех организмов и представляет собой  универсальный

источник энергии, необходимый  для осуществления процессов  жизнедеятельности

клетки и целого организма.

Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий.

     Лизосомы. Представляют собой небольшие округлые тельца. От Цитоплазмы

каждая лизосома отграничена  мембраной. Внутри лизосомы находятся  ферменты,

расщепляющие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

К пищевой частице, поступившей  в цитоплазму, подходят лизосомы, сливаются  с

ней, и образуется одна пищеварительная  вакуоль, внутри которой находится

пищевая частица, окруженная ферментами лизосом. Вещества, образовавшиеся в

результате переваривания пищевой частицы, поступают в цитоплазму и

используются клеткой.

Обладая способностью к активному  перевариванию пищевых веществ, лизосомы

участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток,

целых клеток и органов. Образование  новых лизосом происходит в клетке

постоянно. Ферменты, содержащиеся в лизосомах, как и всякие другие белки

синтезируются на рибосомах  цитоплазмы. Затем эти ферменты поступают  по

каналам эндоплазматической сети к аппарату Гольджи, в полостях которого

формируются лизосомы. В  таком виде лизосомы поступают в  цитоплазму.

     Пластиды. В цитоплазме клеток всех растений находятся пластиды. В клетках

животных пластиды отсутствуют. Различают три основных типа пластид: зеленые -

хлоропласты; красные, оранжевые  и желтые - хромопласты; бесцветные -

лейкопласты.

Обязательными для большинства  клеток являются также органоиды, не имеющие

мембранного строения. К  ним относятся рибосомы, микрофиламенты,

микротрубочки, клеточный  центр.

     Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это

микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома

состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой.

В одной клетке содержится много тысяч рибосом, они располагаются  либо на

мембранах гранулярной эндоплазматической сети, либо свободно лежат в

цитоплазме. В состав рибосом  входят белки и РНК. Функция рибосом - это синтез

белка. Синтез белка - сложный  процесс, который осуществляется не одной

рибосомой, а целой группой, включающей до нескольких десятков объединенных

рибосом. Такую группу рибосом  называют полисомой. Синтезированные белки

сначала накапливаются в  каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем

транспортируются к органоидам и участкам клетки, где они потребляются.

Эндоплазматическая сеть и рибосомы, расположенные на ее мембранах,

представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки  белков.

     Микротрубочки и микрофиламенты – нитевидные структуры, состоящие из

различных сократительных белков и обуславливающие двигательные функции клетки.

Микротрубочки имеют вид  полых цилиндров, стенки которых  состоят из белков –

тубулинов. Микрофиламенты представляют собой очень тонкие, длинные, нитевидные

структуры, состоящие из актина и миозина.

Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки, формируя её

цитоскелет, обуславливают циклоз, внутриклеточные перемещения органелл,

расхождение хромосом при  делении ядерного материала и  т.д.

     Клеточный центр (центросома) .В клетках животных вблизи

ядра находится органоид, который называют клеточным центром. Основную часть

клеточного центра составляют два маленьких тельца - центриоли, расположенные в

небольшом участке уплотненной цитоплазмы. Каждая центриоль имеет форму цилиндра

длиной до 1 мкм. Центриоли  играют важную роль при делении клетки; они участвуют

в образовании веретена деления.

В процессе эволюций разные клетки приспосабливались к обитанию в различных

условиях и выполнению специфических функции. Это требовало наличия в них особых

органоидах, которые называют специализированными в отличие  от

рассмотренных выше органоидов общего назначения. К их числу относят 

сократительные вакуоли  простейших, миофибриллы мышечного  волокна,

нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток,

микроворсинки эпителиальных клеток, реснички и жгутики

некоторых простейших.

  Клеточное ядро.

  Ядро – наиболее важный компонент эукариотических клеток. Большинство

клеток имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (у ряда

простейших, в скелетных  мышцах позвоночных). Некоторые высоко

специализированные клетки утрачивают ядра (эритроциты млекопитающих, например).

Ядро, как правило,  имеет  шаровидную или овальную форму, реже может быть

сегментированным или  веретеновидном. В состав ядра входят ядерная оболочка и

кариоплазма, содержащая хроматин (хромосомы) и ядрышки.

     Ядерная оболочка  образована двумя мембранами (наружной и внутренней) и

содержит многочисленные поры, через которые между ядром  и цитоплазмой

происходит обмен различными веществами.

     Кариоплазма (нуклеоплазма) представляет собой желеобразный раствор, в

котором находятся разнообразные белки, нуклеотиды, ионы, а также хромосомы и

ядрышко.

     Ядрышко – небольшое округлое тельце, интенсивно окрашивающееся и

обнаруживающееся в ядрах неделящихся клеток. Функция ядрышка – синтез рРНК и

соединение их с белками, т.е. сборка субчастиц рибосом.

Хроматин – специфически окрашивающиеся некоторыми красителями  глыбки, гранулы

и нитчатые структуры, образованные молекулами ДНК в комплексе с  белками.

Различные участки молекул  ДНК в составе хроматина обладает разной степенью

спирализации, а потому различаются интенсивностью окраски и характером

генетической активности. Хроматин представляет собой форму  существования

генетического материала  в неделящихся клетках и обеспечивает возможность

удвоение и реализации заключенной в нем информации. В процессе деления клеток

происходит спирализация ДНК и хроматиновые структуры образуют хромосомы.

     Хромосомы – плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые

являются единицами морфологической  организации генетического материала 

и обеспечивают его точное распределение при делении клетки.

Число хромосом в клетках  каждого биологического вида постоянно. Обычно в

ядрах клеток тела (соматических) хромосомы представлены парами, в половых

клетках они не парны. Одинарный набор хромосом в половых клетках называют

гаплоидным (n), набор хромосом в соматических клетках диплоидным (2n).

Хромосомы разных организмов различаются размерами и формой.

Диплоидный набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов,

характеризующийся числом, величиной и формой хромосом, называют кариотипом

. В хромосомном наборе  соматических клеток парные хромосомы  называют 

гомологичными, хромосомы из разных пар - негомологичными.

Гомологичные хромосомы  одинаковы по размерам, форме, составу (одна унаследована

от материнского, другая – от отцовского организма). Хромосомы в составе

кариотипа делят также  на аутосомы, или неполовые хромосомы, одинаковые

у особей мужского и женского, и гетерохромосомы,  или половые хромосомы,

участвующие в определении  пола и различающиеся у самцов и самок. Кариотип

человека представлен 46 хромосомами (23 пары): 44 аутосомы и 2 половые

хромосомы ( у женского пола две одинаковые X-хромосомы, у мужского – X- и Y-

хромосомы).

Ядро осуществляет хранение и реализацию генетической информации, управление

процессом биосинтеза белка, а через белки – всеми другими  процессами

жизнедеятельности. Ядро участвует  в репликации и распределении  наследственной

информации между дочерними  клетками, а следовательно, и в регуляции

клеточного деления и  процессов развития организма.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Пластиды

Пластиды являются основными  цитоплазматическими органеллами  клеток автотрофных растений. Название происходит от греческого слова «plastos», что в переводе означает «вылепленный».

Главная функция пластид  – синтез органических веществ, благодаря  наличию собственных ДНК и  РНК и структур белкового синтеза. В пластидах также содержатся пигменты, обусловливающие их цвет. Все виды данных органелл имеют сложное  внутреннее строение. Снаружи пластиду покрывают две элементарные мембраны, имеется система внутренних мембран, погруженных в строму или матрикс.

Классификация пластид по окраске и выполняемой функции  подразумевает деление этих органоидов на три типа: хлоропласты, лейкопласты  и хромопласты. Пластиды водорослей именуются хроматофорами.

Хлоропласты – это зеленые пластиды высших растений, содержащие хлорофилл – фотосинтезирующий пигмент. Представляют собой тельца округлой формы размерами от 4 до 10 мкм. Химический состав хлоропласта: примерно 50% белка, 35% жиров, 7% пигментов, малое количество ДНК и РНК. У представителей разных групп растений комплекс пигментов, определяющих окраску и принимающих участие в фотосинтезе, отличается. Это подтипы хлорофилла и каротиноиды (ксантофилл и каротин). При рассматривании под световым микроскопом видна зернистая структура пластид – это граны. Под электронным микроскопом наблюдаются небольшие прозрачные уплощенные мешочки (цистерны, или граны), образованные белково-липидной мембраной и располагающиеся в непосредственно в строме. Причем некоторые из них сгруппированы в пачки, похожие на столбики монет (тилакоиды гран), другие, более крупные находятся между тилакоидами. Благодаря такому строению, увеличивается активная синтезирующая поверхность липидно-белково-пигментного комплекса гран, в котором на свету происходит фотосинтез.

 

 

 

 

Хромопласты – пластиды, окраска которых бывает желтого, оранжевого или красного цвета, что обусловлено накоплением в них каротиноидов. Благодаря наличию хромопластов, характерную окраску имеют осенние листья, лепестки цветов, созревшие плоды (помидоры, яблоки). Данные органоиды могут быть различной формы – округлой, многоугольной, иногда игольчатой.

 

 

 

Лейкопласты представляют собой бесцветные пластиды, основная функция которых обычно запасающая. Размеры этих органелл относительно небольшие. Они округлой либо слегка продолговатой формы, характерны для всех живых клеток растений. В лейкопластах осуществляется синтез из простых соединений более сложных – крахмала, жиров, белков, которые сохраняются про запас в клубнях, корнях, семенах, плодах. Под электронным микроскопом заметно, что каждый лейкопласт покрыт двухслойной мембраной, в строме есть только один или небольшое число выростов мембраны, основное пространство заполнено органическими веществами. В зависимости от того, какие вещества накапливаются в строме, лейкопласты делят на амилопласты, протеинопласты и элеопласты.

Все виды пластид имеют общее  происхождение и способны переходить из одного вида в другой. Так, превращение  лейкопластов в хлоропласты наблюдается  при позеленении картофельных клубней на свету, а в осенний период в хлоропластах зеленых листьев разрушается хлорофилл, и они трансформируются в хромопласты, что проявляется пожелтением листьев. В каждой определенной клетке растения может быть только один вид пластид.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение 
 
 
Клетка является структурной и функциональной единицей любого живого организма. Каждая клетка является микроносителем жизни, поскольку в ней заключена такая генетическая информация, которая достаточна для воспроизведения всего организма, причем этот носитель жизни «подчинил свою собственную свободу деятельности организма в целом».  
 
Клетке присущи все признаки живого: обмен веществ и энергии, реагирование на внешнюю среду (саморегуляция), рост, размножение путем деления (самовоспроизведение), передача наследственных признаков, способность двигаться и в целом самоорганизация. Клетка обладает как бы полнотой свойств жизни, что позволяет ей как самостоятельной единице живого существовать и отдельно: изолированные клетки многоклеточных организмов могут жить и размножаться в питательной среде.  
 
В природе существуют простейшие одноклеточные организмы, как животного, так и растительного свойства (амеба, инфузория, эвглена, хлорелла и др., некоторые водоросли и грибы) и многоклеточные (большинство животных и растений). Клетки всех живых организмов имеют похожий химический состав и сходное строение. Многоклеточные организмы содержат до несколько тысяч клеток и являются организованными совокупностями клеток, различных по форме, структуре и функциям, т.е. дифференцированными и дискретными системами. Однако организация клеток в организме построена по единому структурному признаку. 
 
Итак, клетка является наименьшей, то есть элементарной живой системой, так как ей присущи все свойства живого организма, свойства жизни как явления. 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1.  Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника – СПб.: СпецЛит, Издательство СПХФА, 2003

2.  Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника: морфология и анатомия растений. – М: «Просвещение», 1988

3.  Определитель растений Алтайского края / И.М. Красноборов, М.Н. Ломоносова, Д.Н. Шауло и др. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003

4.  Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Практикум по курсу общей ботаники. – М: «Агропромиздат», 1990