Який органоїд складається з. Будова клітин еукаріотів

Лекція: Будова клітини. Взаємозв'язок будови та функцій елементів та органоїдів клітини - основа її цілісності

Клітина є складною багатокомпонентною відкритою системою, що означає – вона має постійний зв'язок із зовнішнім середовищем шляхом обміну енергії та речовин.

Органоїди клітин

Плазматична мембрана - це подвійний шар із фосфоліпідів, пронизаний молекулами протеїнів. На зовнішньому шарі розташовуються гліколіпіди та глікопротеїни. Проникна вибірково для рідин. Функції - захисна, і навіть зв'язок і взаємодія клітин між собою.

Ядро.Функціонально – зберігає ДНК. Обмежено подвійною пористою мембраною, пов'язаною через ЕПС із зовнішньою мембраною клітини. Усередині ядра знаходиться ядерний сік і розташовані хромосоми.

цитоплазма.Являє собою гелеподібний напіврідкий внутрішній вміст клітини. Функціонально – забезпечує зв'язок органоїдів між собою, є середовищем їхнього існування.

Ядрішко. Це – зібрані разом частини рибосом. Округле, дуже дрібне тіло, розташоване неподалік ядра. Функція – синтез рРНК.

Мітохондрії. Двомембранний органоїд. Внутрішня мембрана зібрана в складки, звані христами, на них розташовуються ферменти, що беруть участь у реакціях окисного фосфорилювання, тобто синтезу АТФ, що є основною функцією.

Рибосоми.Складаються з більшої та меншої субодиниць, не мають мембран. Функціонально – беруть участь у збиранні білкових молекул.

Ендоплазматичний ретикулум (ЕПС). Одномембранна структура у всьому обсязі цитоплазми, що складається з порожнин складної геометрії. На гранулярній ЕПС розташовані рибосоми, на гладкій ферменти для синтезу жирів.

Апарат Гольджі. Це сплощені цистерноподібні порожнини мембранної структури. Від них можуть відділятися бульбашки з необхідними метаболізму речовинами. Функції – накопичення, перетворення, сортування ліпідів та білків, утворення лізосом.

Клітинний центр. Це область цитоплазми, у якій містяться центріолі – мікротрубочки. Їхня функція – правильний розподіл генетичного матеріалу при мітозі, утворення мітотичного веретена.

Лізосоми.Одномембранні бульбашки з ферментами, що у перетравленні макромолекул. Функціонально – розчиняють великі молекули, знищують старі структури у клітці.

Клітинна стіна. Є щільною оболонкою з целюлози, здійснює скелетну функцію у рослин.

Пластиди. Мембранні органоїди. Існує 3 види - хлоропласти, де відбувається фотосинтез, хромопласти, що містять барвники, і лейкопласти, що є сховищами крохмалю.

Вакуолі. Пухирці, які в рослинних клітинах можуть займати до 90% обсягу клітини та містити поживні речовини. У тварин – вакуолі травні, складної структури, невеликого розміру. Відповідають також виділення непотрібних речовин у зовнішнє середовище.

Мікрофіламенти (мікротрубочки). Білкові немембранні структури, що відповідають за рух органоїдів та цитоплазми всередині клітини, поява джгутиків.

Компоненти клітини є взаємопов'язаними просторово, хімічно та фізично і перебувають у постійній взаємодії між собою.

Органоїди (органели)- постійні клітинні структури, щоб забезпечити виконання клітиною специфічних функций. Кожен органоїд має певну будову та виконує певні функції.

Розрізняють: мембранні органоїди - мають мембранну будову, причому вони можуть бути одномембранними (ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі рослинних клітин) та двомембранними (мітохондрії, пластиди, ядро).

Крім мембранних можуть бути і немембранні органоїди - не мають мембранної будови (хромосоми, рибосоми, клітинний центр і центріолі, вії та джгутики з базальними тільцями, мікротрубочки, мікрофіламенти).

Одномембранні органоїди:

1. Ендоплазматичний ретикулум (ЕПР).Є системою мембран, що формують цистерни і канали, з'єднаних один з одним і обмежують єдиний внутрішній простір - порожнини ЕПР.Мембрани з одного боку пов'язані із зовнішньою цитоплазматичною мембраною, з іншого - із зовнішньою оболонкою ядерної мембрани. Розрізняють два види ЕПР: шорсткий (гранулярний),містить на своїй поверхні рибосоми і являє собою сукупність сплощених мішечків, і гладкий (агранулярний),мембрани якого рибосом не несуть.

Функції: розділяє цитоплазму клітини на ізольовані відсіки, забезпечуючи тим самим просторове відмежування один від одного безлічі паралельно йдуть різних реакцій, Здійснює синтез і розщеплення вуглеводів і ліпідів (гладкий ЕПР) і забезпечує синтез білка (шорсткий ЕПР), а накопичує потім транспортує до органоїдів клітини продукти біосинтезу.

2. Апарат Гольджі.Органоїд, зазвичай, розташований біля клітинного ядра (у тваринних клітинах часто поблизу клітинного центру). Є стопкою сплощених цистерн з розширеними краями, з якою пов'язана система дрібних одномембранних бульбашок (бульбашки Гольджі). Кожна стопка зазвичай складається з 4-6 цистерн. Число стосів Гольджі в клітці коливається від однієї до кількох сотень.

Найважливіша функція комплексу Гольджі – виведення з клітини різних секретів (ферментів, гормонів), тому він добре розвинений у секреторних клітинах. Тут відбувається синтез складних вуглеводів із простих цукрів, дозрівання білків, утворення лізосом.

3. Лізосоми.Найдрібніші одномембранні органоїди клітини, що є бульбашками діаметром 0,2-0,8 мкм, що містять до 60 гідролітичних ферментів, активних у слабокислому середовищі.

Утворення лізосом відбувається в апараті Гольджі, куди з ЕПР надходять синтезовані у ньому ферменти. Розщеплення речовин за допомогою ферментів називають лізисом, звідси і назва органоїду.

Розрізняють: первинні лізосоми - лізосоми, що відшнурувалися від апарату Гольджі та містять ферменти в неактивній формі, та вторинні лізосоми - лізосоми, що утворилися в результаті злиття первинних лізосом з піноцитозними або фагоцитозними вакуолями; у них відбувається перетравлення та лізис, що надійшли в клітину речовин (тому часто їх називають травними вакуолями).

Продукти перетравлення засвоюються цитоплазмою клітини, але частина матеріалу так і залишається неперетравленою. Вторинна лізосома, що містить цей неперетравлений матеріал, називається залишковим тільцем. Шляхом екзоцитозу неперетравлені частки видаляються із клітини.

Іноді за участю лізосом відбувається саморуйнування клітини. Цей процес називають автолізом. Зазвичай це відбувається при деяких процесах диференціювання (наприклад, заміна хрящової кісткової тканини, зникнення хвоста у пуголовка жаб).

4. Вії та джгутики.Утворені дев'ятьма здвоєними мікротрубочками, що утворюють стінку циліндра, покритого мембраною; у його центрі знаходяться дві одиночні мікротрубочки. Така структура типу 9+2 характерна для вій і джгутиків майже всіх еукаріотичних організмів, від найпростіших до людини.

Вії та джгутики укріплені в цитоплазмі базальними тільцями, що лежать на основі цих органоїдів. Кожне базальне тільце складається з дев'яти трійок мікротрубочок, у його центрі мікротрубочок немає.

5. До одномембранних органоїдів відносяться також і вакуолі, оточені мембраною – тонопластом. У рослинних клітинах можуть займати до 90% обсягу клітини та забезпечують надходження води в клітину за рахунок високого осмотичного потенціалу та тургор (внутрішньоклітинний тиск). У тваринних клітинах вакуолі невеликі, утворюються за рахунок ендоцитозу (фагоцитозні та піноцитозні), після злиття з первинними лізосомами називаються травними вакуолями.

Двомембранні органоїди:

1. Мітохондрії. Двомембранні органоїди еукаріотичної клітини, які забезпечують організм енергією. Кількість мітохондрій у клітині коливається у межах, від 1 до 100 тис., і від її метаболічної активності. Число мітохондрій може збільшуватися шляхом розподілу, оскільки ці органоїди мають власну ДНК.

Зовнішня мембрана мітохондрій гладка, внутрішня мембрана утворює численні вп'ячування або трубчасті вирости. кристи. Число христ може коливатися від кількох десятків до кількох сотень і навіть тисяч, залежно від функцій клітини. Вони збільшують поверхню внутрішньої мембрани, де розміщуються ферментні системи, що у синтез молекул АТФ.

Внутрішній простір мітохондрій заповнений матриксом. У матриксі містяться кільцева молекула мітохондріальної ДНК специфічні іРНК, тРНК і рибосоми (прокаріотичного типу) здійснюють автономний біосинтез частини білків, що входять до складу внутрішньої мембрани. Ці факти свідчать на користь походження мітохондрій від бактерій-окислювачів (згідно з гіпотезою симбіогенезу). Але більшість генів мітохондрії перейшла в ядро, і синтез багатьох мітохондріальних білків відбувається в цитоплазмі. Крім того, містяться ферменти, що утворюють молекули АТФ. Мітохондрії здатні розмножуватися шляхом розподілу.

Функції мітохондрій – кисневе розщеплення вуглеводів амінокислот, гліцерину та жирних кислот з утворенням АТФ, синтез мітохондріальних білків.

2. Пластиди. Розрізняють три основні типи пластид: лейкопласти- безбарвні пластиди у клітинах незабарвлених частин рослин, хромопласти- пофарбовані пластиди, зазвичай жовтого, червоного та оранжевого кольору, хлоропласти- Зелені пластиди. Пластиди утворюються з пропластиду - двомембранних бульбашок розміром до 1 мкм.

Оскільки пластиди мають загальне походження, між ними можливі взаємоперетворення. Найчастіше відбувається перетворення лейкопластів в хлоропласти (позеленіння бульб картоплі на світлі), зворотний процес відбувається в темряві. При пожовтінні листя та почервонінні плодів хлоропласти перетворюються на хромопласти. Вважають неможливим лише перетворення хромопластів на лейкопласти або хлоропласти.

Хлоропласти. Основна функція – фотосинтез, тобто. у хлоропластах на світлі здійснюється синтез органічних речовин з неорганічних за рахунок перетворення сонячної енергії на енергію молекул АТФ. Хлоропласти вищих рослин формою нагадують двоопуклу лінзу. Зовнішня мембрана гладка, а внутрішня має складчасту структуру. В результаті утворення випнувань внутрішньої мембрани виникає система ламелл і тілакоїдів. Внутрішнє середовище хлоропластів стромамістить кільцеву ДНК та рибосоми прокаріотичного типу. Пластиди здатні до автономного поділу, як і мітохондрії. Факти, згідно з гіпотезою симбіогенезу, також свідчать на користь походження пластид від ціанобактерій.

Рис. Сучасна (узагальнена) схема будови рослинної клітини, Складена за даними електронно-мікроскопічного дослідження різних рослинних клітин: 1 - апарат Гольджі; 2 - вільно розташовані рибосоми; 3 – хлоропласти; 4 – міжклітинні простори; 5 - полірибосоми (кілька пов'язаних між собою рибосом); 6 - мітохондрії; 7 – лізосоми; 8 - гранульована ендоплазматична мережа; 9 – гладка ендоплазматична мережа; 10 - мікротрубочки; 11 – пластиди; 12 - плазмодесми, що проходять крізь оболонку; 13 – клітинна оболонка; 14 - ядерце; 15, 18 – ядерна оболонка; 16 – пори в ядерній оболонці; 17 - плазмалема; 19 – гіалоплазма; 20 – тонопласт; 21 - вакуолі; 22 – ядро.

Рис. Будова мембрани

Рис. Будова мітохондрії. Вгорі і в середині – вид поздовжнього зрізу через мітохондрію (угорі – мітохондрія з ембріональної клітини кінчика кореня; у середині – з клітини дорослого листа елодеї). Внизу - тривимірна схема, де частина мітохондрії зрізана, що дозволяє бачити її внутрішню будову. 1 – зовнішня мембрана; 2 – внутрішня мембрана; 3 – кристи; 4 – матрикс.

Рис. Будова хлоропласту. Ліворуч - поздовжній розріз через хлоропласт: 1 - грани, утворені ламелами, складеними стопками; 2 – оболонка; 3 – строма (матрікс); 4 – ламели; 5 - краплі жиру, що утворився у хлоропласті. Справа - тривимірна схема розташування та взаємозв'язку ламелл і гран усередині хлоропласту: 1 - грани; 2 – ламели.

Органоїди клітинита його наявність залежить від типу клітини. Сучасна біологія поділяє всі клітини (або живі організми) на два типи: прокаріотиі еукаріоти. Прокаріоти - це без'ядерні клітини або організми, до яких відносяться віруси, прокаріот-бактерії та синьо-зелені водорості, у яких клітина складається безпосередньо з цитоплазми, в якій розташована одна хромосома. молекула ДНК(Іноді РНК).

Еукаріотичні клітинимають ядро, в якому знаходяться нуклеопротеїди (білок гістон + комплекс ДНК), а також інші органоїди. До еукаріотів відносяться більшість сучасних відомих науці одноклітинних та багатоклітинних живих організмів (у тому числі і рослин).

Назва органоїду

Будова органоїду

Функції органоїду

Цитоплазма	Внутрішнє середовище клітини, в якому знаходиться ядро та інші органоїди. Має напіврідку, дрібнозернисту структуру.	Виконує транспортну функцію. Регулює швидкість перебігу обмінних біохімічних процесів. Забезпечує взаємодію органоїдів.
Рибосоми	Дрібні органоїди сферичної або еліпсоїдної форми діаметром від 15 до 30 нанометрів.	Забезпечують процес синтезу молекул білка, їх збирання з амінокислот.
Мітохондрії	Органоїди, що мають найрізноманітнішу форму - від сферичної до ниткоподібної. Усередині мітохондрій є складки від 02 до 07 мкм. Зовнішня оболонка мітохондрій має двомембранну структуру. Зовнішня мембрана гладка, але в внутрішній є вирости хрестоподібної форми з дихальними ферментами.	Ферменти на мембранах забезпечують синтез АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти). Енергетична функція. Мітохондрії забезпечують постачання енергії у клітину за рахунок вивільнення її при розпаді АТФ.
Ендоплазматична мережа (ЕПС)	Система оболонок у цитоплазмі, яка утворює канали та порожнини. Буває двох типів: гранульована, на якій є рибосоми та гладка.	Забезпечує процеси синтезу поживних речовин (білків, жирів, вуглеводів). На гранульованій ЕПС синтезуються білки, на гладкій – жири та вуглеводи. Забезпечує циркуляцію та доставку поживних речовин усередині клітини.
Пластиди(органоїди, властиві лише рослинним клітинам) бувають трьох видів:	Двомембранні органоїди
Лейкопласти	Безбарвні пластиди, що містяться в бульбах, коренях та цибулинах рослин.	Є додатковим резервуаром для зберігання поживних речовин.
Хлоропласти	Органоїди овальної форми мають зелений колір. Від цитоплазми відокремлюються двома тришаровими мембранами. Усередині хлоропластів знаходиться хлорофіл.	Перетворюють органічні речовини з неорганічних, використовуючи енергію сонця.
Хромопласти	Органоїди від жовтого до бурого кольору, в яких накопичується каротин.	Сприяють появі у рослин частин з жовтим, помаранчевим і червоним забарвленням.
Лізосоми	Органоїди округлої форми діаметром близько 1 мкм, що мають на поверхні мембрану, а всередині – комплекс ферментів.	Травна функція. Переварюють поживні частинки та ліквідують відмерлі частини клітини.
Комплекс Гольджі	Можливо різної форми. Складається із порожнин, розмежованих мембранами. З порожнин відходять трубчасті утворення з бульбашками на кінцях.	Утворює лізосоми. Збирає і виводить органічні речовини, що синтезуються в ЕПС.
Клітинний центр	Складається з центросфери (ущільненої ділянки цитоплазми) та центріолей – двох маленьких тілець.	Виконує важливу функцію поділу клітини.
Клітинні включення	Вуглеводи, жири та білки, які є непостійними компонентами клітини.	Запасні поживні речовини, що використовуються для життєдіяльності клітини.
Органоїди руху	Джгутики та вії (вирости та клітини), міофібрили (ниткоподібні утворення) та псевдоподії (або хибки).	Виконують рухову функцію, а також забезпечують скорочення м'язів.

Ядро клітиниє головним та найскладнішим органоїдом клітини, тому його ми розглянемо окремо.

Варіант 1.

I. Вирішіть тести.

Який органоїд клітини має тільки рослинна клітина?

А) Ядро Б) Вакуоль В) Травна вакуоля Г) Скорочувальна вакуоля

Які організми утворюють міцелію?

А) Гриби Б) Дерева В) Бактерії Г) Водорості

Як називається тіло багатоклітинної водорості?

А) Мікориза Б) Різоїди В) Словник Г) Корневище

З якого моху утворюється торф?

А) Зозулин льон Б) Річчія В) Маршанція Г) Сфагнум

Виберіть орган статевого розмноження рослини.

А) Кореневище Б) Квітка В) Стебло Г) Лист

Яка рослина відноситься до сімейства хрестоцвітих?

А) Горох посівний Б) Капуста дика В) Шипшина корична Г) Картопля

У яких тварин тіло вкрите кістковою лускою?

А) Риби Б) Жаба В) Крокодил Г) Птахи

Які тварини мають променеву симетрію?

А) Корененіжки Б) Хордові В) Кишковопорожнинні Г) Комахи

Які тварини називаються громадськими?

А) Примати Б) Риби В) Комахи Г) Павуки

Які тварини мають розвиток з метаморфозом?

А) Крокодил Б) Метелик В) Птахи Г) Саранча

Які хробаки є роздільностатевими?

А) Круглі Б) Кільчасті В) Плоскі

Який клас типу членистоногих має три відділи тіла?

А) Павукоподібні Б) Ракоподібні В) Комахи

Дайте відповідь на питання.

13. У кишечнику людини живе велика інфузорія балантидії. На відміну від туфельки у неї немає клітинного рота, глотки та травної вакуолі.

Поясніть чому?

14. Яким чином залежать одне від одного дерево та грибниця гриба, що утворюють мікоризу?
Контрольна робота для учнів із біології за 6-7 клас.

Варіант 2.

Вирішіть тести.

1. Який органоїд клітини має тільки рослинна клітина?

А) Хлоропласт Б) Ядро В) Травна вакуоля Г) Скорочувальна вакуоля

Який організм утворює слоєвище?

А) Мхі Б) Лишайники В) Дерева Г) Гриби

3. Чим прикріплюються водорості до субстрату?

А) Кореневищем Б) Міцелієм В) Ризоїдами Г) Цибулею

4. Який мох вважається зеленим?

А) Сфагнум Б) Річчія В) Маршанція Г) Зозулин льон

5. Де у папороті починається етап гаметофіту?

А) На вайях Б) На кореневищі В) На спорангіях Г) На заростку

6. Яка рослина відноситься до сімейства пасльонових?

А) Тютюн запашний Б) Троянда звичайна В) Капуста дика Г) Соняшник

7. У яких тварин тіло вкрите роговою лускою?

А) Риби Б) Птахи В) Ссавці Г) Рептилії

8. У якої тварини утворюються вирости цитоплазми?

А) Гідра Б) Амеба В) Інфузорії Г) Евглена

9. Яка тварина може розмножуватися брунькуванням?

А) Дощовий черв'як Б) Комаха В) Гідра Г) Виноградний равлик

10. Яка з ссавців відкладає яйця?

А) Кенгуру Б) Пінгвіни В) Качконос Г) Мавпа

У якого першого класу тварин з'явилися пояси кінцівок та кінцівки?

А) Земноводні Б) Птахи В) Риби Г) Плазуни

Яка тварина розвивається без метаморфозу?

А) Жаба Б) Метелик В) Мавпа Г) Тритон
ІІ. Дайте відповідь на питання.

Поясніть, чому інфузорія-туфелька вважається найскладнішою за будовою одноклітинної тварини?

14. Чому покритонасінні рослини вважаються найпоширенішими на землі.

Прокаріоти та еукаріоти

Перші організми, що з'явилися 3,0 - 3,5 млрд. років тому, жили в безкисневих умовах, були анаеробними гетеротрофами.

Вони використовували органічні речовини абіогенного походження як поживні речовини, енергію отримували за рахунок безкисневого окислення та бродіння.

Чудовою подією стала поява процесу фотосинтезу, коли для синтезу органічних речовин стала використовуватись енергія сонячного світла.

Бактеріальний фотосинтез на перших етапах не супроводжувався виділенням кисню. фотоавтотрофи, використовують вуглекислий газ як джерело вуглецю та Н2S - як джерело водню).

6СО2 + 12Н2S + Q світла = С6Н12О6 + 6S2 + 6Н2О

Пізніше, у синьо-зелених, з'являється фотосистема, здатна розщеплювати воду та використовувати її молекули як донори водню.

Починається фотоліз води, у якому відбувається виділення кисню. Фотосинтез синьо-зелених супроводжується накопиченням кисню в атмосфері та утворенням озонового екрану.

Кисень в атмосфері зупинив процес абіогенного синтезу органічних сполук, але призвів до появи енергетично вигіднішого процесу - дихання. З'являються аеробні бактерії, У яких продукти гліколізу піддаються подальшому окисленню за допомогою кисню до вуглекислого газу та води.

Симбіоз великої анаеробної клітини (ймовірно, що відноситься до архебактерій і збережена ферменти гліколітичного окислення) з аеробними бактеріями виявився взаємовигідним, причому аеробні бактерії з часом втратили самостійність і перетворилися на мітохондрії.

Втрата самостійності пов'язана із втратою частини генів, що перейшли в хромосомний апарат клітини-господаря.

Але все ж таки мітохондрії зберегли власний білоксинтезуючий апарат і здатність до розмноження.

Важливим етапом в еволюції клітини стала поява еукаріотів, при якому відбулося відокремлення ядра, відділення генетичного апарату клітини від реакцій обміну речовин.

Різні методи гетеротрофного харчування сприяли формуванню царства Грибів і царства Тварин. У грибів у клітинній стінці є хітин, запасні поживні речовини відкладаються у формі глікогену, продуктом метаболізму білків є сечовина.

Симбіоз із ціанобактеріями призвів до появи хлоропластів.

Хлоропласти також втратили частину генів і є напівавтономними органоїдами, здатними до самовідтворення. Їх поява призвело до розвитку на шляху з автотрофним типом обміну речовин та відокремлення частини організмів у царство Рослин. Для рослин характерною речовиною клітинної стінки є клітковина, запасна речовина відкладається у формі крохмалю, характерна наявність великих вакуолей та у вищих рослин у клітинному центрі відсутні центріолі.

На користь симбіотичного походження мітохондрій та хлоропластів говорять багато фактів.

По-перше, їхній генетичний матеріал представлений однією кільцевою молекулою ДНК (як і у прокаріотів), по-друге, їх рибосоми за масою, за будовою рРНК та рибосомальних білків близькі до таких у аеробних бактерій та синьо-зелених. По-третє, вони розмножуються як прокаріоти і, нарешті, механізми білкового синтезу в мітохондріях та бактеріях чутливі до одних антибіотиків (стрептоміцину), а циклогексімід блокує синтез білка у цитоплазмі.

Крім того, відомий один вид амеб, які не мають мітохондрій і живуть у симбіозі з аеробними бактеріями, а в клітинах деяких рослин виявлені ціанобактерії (синьозелені), подібні до будови з хлоропластами.

Подальша еволюція призвела до відокремлення та збереження двох імперій - Доклітинні та Клітинні. Доклітинні об'єднані в царство Віруси, Клітинні - у два надцарства Прокаріоти (доядерні) та Еукаріоти (ядерні).

Прокаріоти входять в царство Дробянок і розділені на три підцарства: найдавніші відносяться до підцарства Архебактерій, інша група бактерій належить до підцарства Еубактерій, і в підцарство Синезелених об'єднуються прокаріоти, здатні при фотосинтезі виділяти кисень.

Закріплення. Розмова. Робота учнів із зошитом та кодограмою.

Завдання додому.Вивчити текст параграфа, відповісти на запитання.

Додаток 1.

Додаток 2.

Запишіть номери запитань, проти них – правильні відповіді: 1. Які органоїди мають зовні одну мембрану? 2. Які органоїди мають зовні дві мембрани?

3. Які немембранні органоїди вам відомі? 4. Який органоїд отримав назву "експортна система клітини"? Тут відбувається накопичення, модифікація та здійснюється виведення речовин із клітини.

Тут же утворюються лізосоми. 5. Які органоїди забезпечують біосинтез білків цитоплазми? 6. Які органоїди відповідають за забезпечення клітини енергією, які отримали назву "органоїди дихання"? 7. Які органоїди відповідають за розщеплення складних органічних молекул до мономерів, навіть харчових частинок, які потрапили у клітину шляхом фагоцитозу? 8. Які органоїди відсутні у клітинах вищих рослин? 9. Який органоїд відповідає за утворення цитоскелету?

Запишіть відповіді та сідайте на місце.

Додаток 3.

Завдання 7. "Органоїди клітини".

**Тест 1. Одномембранні органоїди клітини:

1. Рибосоми. 6. Лізосоми.

2. Комплекс Гольджі. 7. ЕПС.

3. Мітохондрії.

8. Міофібрили з актину та міозину.

**Тест 2. Двохмембранні органоїди клітини:

1. Рибосоми. 6. Лізосоми.

2. Комплекс Гольджі. 7. ЕПС.

Хлоропласти. 9. Вії та джгутики еукаріотів.

5. Цитоскелет. 10. Клітинний центр.

**Тест 3. Немембранні органоїди клітини:

1. Рибосоми. 6. Лізосоми.

2. Комплекс Гольджі. 7. ЕПС.

3. Мітохондрії. 8. Міофібрили з актину та міозину.

4. Хлоропласти. 9. Вії та джгутики еукаріотів.

5. Цитоскелет. 10. Клітинний центр.

Тест 4.Органоїд, що утворює лізосоми і отримав назву "експортна система клітини":

2. Комплекс Гольджі.

3. Клітинний центр.

4. Мітохондрії.

Тест 5.Органоїди, що забезпечують біосинтез білків цитоплазми клітини:

1. Мітохондрії.

2. Хлоропласти.

3. Комплекс Гольджі.

4. Рибосоми.

Тест 6.Органоїди, що відповідають за забезпечення клітини енергією, що дістали назву "органоїди дихання":

1. Мітохондрії.

2. Хлоропласти.

3. Комплекс Гольджі.

4. Рибосоми.

Тест 7.Органоїди, які відповідають за розщеплення складних органічних молекул до мономерів, навіть харчових частинок, що потрапили в клітину шляхом фагоцитозу:

Лізосоми.

2. Рибосоми.

4. Комплекс Гольджі.

Тест 8.Органоїди, відсутні у клітинах вищих рослин:

1. Мітохондрії.

2. Хлоропласти.

3. Комплекс Гольджі.

4. Центріолі.

Тест 9.Органоїд, який відповідає за утворення цитоскелету:

1. Комплекс Гольджі.

2. Клітинний центр.

4. Ядрішко.

Тест 10.Органоїди, здатні перетворювати енергію сонячного світла на енергію хімічних зв'язків утвореної органічної речовини:

Мітохондрії.

2. Хлоропласти.

3. Лізосоми.

4. Комплекс Гольджі.

Урок 5. Віруси

Завдання.Продовжити вивчення різноманіття життєвих форм Землі. Розглянути особливості будови, життєдіяльності вірусів та їх значення в природі та для людини на прикладі ВІЛ.

Продовжити формування еволюційних уявлень про розвиток органічного світу та появу неклітинних форм життя. Повторити матеріал та проконтролювати знання учнів на тему "Ядро клітини. Прокаріоти та еукаріоти". Повідомити про проведення заліку на наступному уроці.

Устаткування.Демонстраційний матеріал:таблиці із загальної біології, кодограма, фрагменти фільму "Імунітет", слайдів "Клітка".

Хід уроку:

Повторення.

Письмова робота з картками на 10 хв.

Яким чином будова ядра пов'язане з функціями, що виконуються?

2. У чому відмінність прокаріотів від еукаріотів?

3. У чому подібність прокаріотів та еукаріотів?

Робота з карткою біля дошки: додаток 2.

Комп'ютерне тестування: Додаток 3.

Усне повторення.

Вивчення нового матеріалу.Пояснення з допомогою таблиць, фрагментів фільму, діафільму, кодограми.

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 |

Будова цитоплазми

Цитоплазма являє собою внутрішній вміст клітини і складається з основної речовини (гіалоплазми) і різноманітних внутрішньоклітинних структур (органоїдів і включень), що знаходяться в ньому.

Гіалоплазма (матрікс)- водний розчин неорганічних та органічних речовин, здатний змінювати свою в'язкість і перебуває у постійному русі.

Цитоплазматичні структуриклітини представлені органоїдами та включеннями.

Органоїди (органели)- постійні та обов'язкові компоненти більшості клітин, що мають певну структуру та виконують життєво важливі функції. Увімкнення- непостійні структури цитоплазми як гранул (крохмаль, глікоген, білки) і крапель (жири).

Органоїди бувають мембранні (одномембранні та двомембранні) та немембранні.

Одномембранні органоїди клітини

До них відносять ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі, що утворюють єдину мембранну систему клітини.

Ендоплазматичний ретикулум (ендоплазматична мережа)- система з'єднаних між собою порожнин, трубочок та каналів, відмежованих від цитоплазми одним шаром мембрани та поділяючих цитоплазму клітин на ізольовані простори.

Це необхідно, щоб відокремити безліч паралельно реакцій, що йдуть. Виділяють шорсткий ендоплазматичний ретикулум (на його поверхні розташовані рибосоми, на яких синтезується білок) та гладкий ендоплазматичний ретикулум (на його поверхні здійснюється синтез ліпідів та вуглеводів).

Апарат Гольджі(Пластинчастий комплекс) являє собою стопку з 5-20 сплощених дисковидних мембранних порожнин і відшнуровуються від них мікробульбашок.

Його функція - трансформація, накопичення, транспорт речовин, що до нього надходять до різних внутрішньоклітинних структур або за межі клітини. Мембрани апарату Гольджі здатні утворювати лізосоми.

Лізосоми- Мембранні бульбашки, що містять гідролітичні ферменти.

Розрізняють первинні та вторинні лізосоми. Первинні лізосоми - мікробульбашки, що відшнуровуються від порожнин апарату Гольджі, оточені одиночною мембраною і містять набір гідролітичних ферментів. Вторинні лізосоми утворюються після злиття первинних лізосом із субстратом, що підлягає розщепленню.

До вторинних лізосом відносять:

травні вакуолі - утворюються при злитті первинних лізосом з фагоцитарними та піноцитарними вакуолями (травні вакуолі найпростіших).
Їхня функція - перетравлення речовин, що надійшли в клітину при ендоцитозі;
залишкові тільця містять неперетравлений матеріал. Їх функція - накопичення неперетравлених речовин і, як правило, виведення їх назовні за допомогою екзоцитозу;
аутолізосоми – утворюються при злитті первинних лізосом з відпрацьованими органоїдами.
Їхня функція - руйнування відпрацьованих частин клітини або клітини цілком (аутоліз).

Вакуолі- наповнені рідиною мембранні мішки у цитоплазмі клітин рослин. Вони утворюються з дрібних бульбашок, що відщеплюються від ендоплазматичного ретикулуму. Мембрана вакуолі називається тонопластом, а вміст порожнини – клітинним соком. У клітинному соці містяться запасні поживні речовини, розчини пігментів, відходи життєдіяльності, гідролітичні ферменти.

Вакуолі беруть участь у регуляції водно-сольового обміну, створенні тургорного тиску, накопиченні запасних речовин та виведенні з обміну токсичних сполук.

Пероксисоми- Мембранні бульбашки, що містять набір ферментів. Ферменти пероксисом (каталаза та ін.) нейтралізують токсичний перекис водню (H2O2), що утворюється як проміжний продукт при біохімічних реакціях, каталізуючи її розпад на воду та кисень.

Пероксисоми також беруть участь у метаболізмі ліпідів.

Двомембранні органоїди клітини

У клітинах еукаріотів є органоїди, ізольовані від цитоплазми двома мембранами - це мітохондрії та пластиди.

Вони мають власну кільцеву молекулу ДНК, рибосоми дрібного розміру та здатні ділитися. Це стало основою появи симбіотичної теорії виникнення еукаріотів.

Відповідно до цієї теорії в минулому мітохондрії та пластиди були самостійними прокаріотами, що перейшли пізніше до ендосимбіозу з іншими клітинними організмами.

Мітохондрії- Двомембранні органоїди, присутні у всіх еукаріотичних клітинах. Можуть бути паличкоподібною, овальною або округлою формою. Вміст мітохондрій (матрикс) обмежений від цитоплазми двома мембранами: зовнішньою гладкою та внутрішньою, що утворює складки (кристи).

У мітохондріях утворюються молекули АТФ. Для цього використовується енергія, що виділяється при окисненні органічних сполук.

Пластиди- двомембранні органоїди, характерні лише для клітин фотосинтезуючих еукаріотів.

Мають дві мембрани та гомогенну речовину всередині - строму (матрикс). Залежно від фарбування розрізняють такі види пластид.

хлоропласти – зелені пластиди, у яких протікає процес фотосинтезу.
Зовнішня мембрана гладка; внутрішня - формує систему плоских бульбашок (тилакоїдів), які зібрані в стоси (грани). У мембранах тілакоїдів містяться зелені пігменти хлорофілу, а також каратиноїди;
хромопласти - пластиди, що містять пігменти каротиноїди, що надають їм червоне, жовте та помаранчеве забарвлення.
Вони надають яскравого забарвлення квітам і плодам;
лейкопласти – непігментовані, безбарвні пластиди. Містяться у клітинах підземних чи незабарвлених частин рослин (коренів, кореневищ, бульб). Здатні накопичувати запасні поживні речовини, насамперед крохмаль, ліпіди та білки. Лейкопласти можуть перетворюватися на хлоропласти (наприклад, при цвітінні бульб картоплі) і рідко на хромопласти (наприклад, при дозріванні коренеплоду у моркви), а хлоропласти - на хромопласти (наприклад, при дозріванні плодів).

Немембранні органоїди

До них відносять рибосоми, мікротрубочки, мікрофіламенти, клітинний центр.

Рибосоми- дрібні органоїди, утворені двома субодиницями: великою та малою.

Вони складаються з білків та рРНК.

Мала субодиниця містить одну молекулу рРНК та білки, велика – три молекули рРНК та білки. Рибосоми можуть або вільно перебувати в цитоплазмі, або прикріплюватися до ендоплазматичного ретикулуму. На рибосомах відбувається синтез білка. Білки, що синтезуються на рибосомах на поверхні ендоплазматичного ретикулуму, зазвичай надходять у його цистерни, а ті, що утворилися на вільних рибосомах, залишаються в гіалоплазмі.

Мікротрубочкиі мікрофіламенти- ниткоподібні структури, що складаються з скорочувальних білків та зумовлюють рухові функції клітини.

Мікротрубочки мають вигляд довгих порожніх циліндрів, стінки яких складаються з білків – тубулінів. Мікрофіламенти ще тонші, довгі, ниткоподібні структури, що складаються з білків актину та міозину. Мікротрубочки та мікрофіламенти пронизують всю цитоплазму клітини, формуючи її цитоскелет, зумовлюють циклоз (струм цитоплазми), внутрішньоклітинні переміщення органоїдів, утворюють веретено поділу тощо.

Певним чином організовані мікротрубочки формують центріолі клітинного центру, базальні тільця, вії, джгутики.

Клітинний центр (центросома)зазвичай знаходиться поблизу ядра, складається з двох центріолей, що розташовуються перпендикулярно один до одного. Кожна центріоль має вигляд порожнистого циліндра, стінка якого утворена дев'ятьма триплетами мікротрубочок (9+0).

Центріолі відіграють важливу роль у розподілі клітини, утворюючи веретено поділу.

Вії, джгутики- органоїди руху, що є своєрідними виростами цитоплазми клітини, вкриті плазматичною мембраною. В основі вій і джгутиків лежать базальні тільця, що служать їм опорою.

Базальне тільце є циліндром, утвореним дев'ятьма триплетами мікротрубочок (9 + 0). Базальні тільця здатні відновлювати вії та джгутики після їх втрати. Остів вії і джгутика також є циліндром, по периметру якого розташовуються дев'ять парних мікротрубочок, а в центрі - дві одиночні (9 + 2).

С. В. Качнова

Будова клітин еукаріотів. Будова клітинної оболонки

Тип уроку: комбінований.

Методи: словесний, наочний, практичний, проблемно-пошуковий.

Цілі уроку

Освітня: поглибити знання учнів про будову клітин еукаріотів, навчити застосовувати їх на практичних заняттях.

Розвиваючі: удосконалювати вміння учнів працювати з дидактичним матеріалом; розвивати мислення учнів, пропонуючи завдання для порівняння клітин прокаріотів та еукаріотів, клітин рослин та клітини тварин з виявленням схожих та відмінних ознак.

Обладнання: плакат «Будова цитоплазматична мембрана»; картки-завдання; роздатковий матеріал (будова прокаріотичної клітини, типова рослинна клітина, будова тваринної клітини).

Міжпредметні зв'язки: ботаніка, зоологія, анатомія та фізіологія людини.

План уроку

I.
Організаційний момент

Перевірити готовність до уроку.
Перевірка облікового складу учнів.
Повідомлення теми та цілей уроку.

ІІ.
Вивчення нового матеріалу

Поділ організмів на про- та еукаріоти

За формою клітини надзвичайно різноманітні: одні мають округлу форму, інші схожі на зірочки з багатьма променями, треті витягнуті тощо. Різні клітини і за розміром - від дрібних, важко помітних у світловому мікроскопі, до чудово видимих неозброєним оком (наприклад, ікринки риб і жаб).

Будь-яке незапліднене яйце, зокрема гігантські скам'янілі яйця копалин динозаврів, що зберігаються в палеонтологічних музеях, теж були колись живими клітинами. Проте, якщо говорити про основні елементи внутрішньої будови, всі клітини схожі між собою.

Прокаріоти(від латів. pro – перед, раніше, замість і грецьк. karyon – ядро) – це організми, клітини яких немає обмеженого мембраною ядра, тобто.

всі бактерії, включаючи архебактерії та ціанобактерії. Загальна кількість видів прокаріотів близько 6000. Вся генетична інформація прокаріотичної клітини (генофор) міститься в одній кільцевій молекулі ДНК. Мітохондрії та хлоропласти відсутні, а функції дихання або фотосинтезу, що забезпечують клітину енергією, виконує плазматична мембрана (рис. 1). Розмножуються прокаріоти без вираженого статевого процесу шляхом поділу надвоє. Прокаріоти здатні здійснювати цілу низку специфічних фізіологічних процесів: фіксують молекулярний азот, здійснюють молочнокисле бродіння, розкладають деревину, окислюють сірку і залізо.

Після вступної бесіди учні розглядають будову прокаріотичної клітини, порівнюючи основні особливості будови з типами еукаріотичної клітини.

Еукаріоти– це вищі організми, які мають чітко оформлене ядро, яке оболонкою відокремлюється від цитоплазми (каріомембраної).

До еукаріотів відносяться всі вищі тварини та рослини, а також одноклітинні та багатоклітинні водорості, гриби та найпростіші. Ядерна ДНК у еукаріотів міститься в хромосомах. Еукаріоти мають клітинні органоїди, обмежені мембранами.

Відмінності еукаріотів від прокаріотів

- Еукаріоти мають справжнє ядро: генетичний апарат еукаріотичної клітини захищений оболонкою, схожою на оболонку самої клітини.
– Включені до цитоплазми органоїди оточені мембраною.

Будова клітин рослин та тварин

Клітина будь-якого організму є системою. Вона складається з трьох взаємопов'язаних між собою частин: оболонки, ядра та цитоплазми.

При вивченні ботаніки, зоології та анатомії людини ви вже знайомилися із будовою різних типів клітин. Коротко повторимо цей матеріал.

Завдання 1. Визначте на малюнку 2, яким організмам та типам тканин відповідають клітини під цифрами 1–12. Чим зумовлена їхня форма?

Будова та функції органоїдів рослинних та тваринних клітин

Використовуючи малюнки 3 і 4 та користуючись Біологічним енциклопедичним словником та підручником, учні заповнюють таблицю, порівнюючи тваринну та рослинну клітини.

Таблиця.

Будова та функції органоїдів рослинних та тваринних клітин

Органоїди клітини	Будова органоїдів	Функція	Присутність органоїдів у клітинах
рослин	тварин
Хлоропласт	Являє собою різновид пластид	Фарбує рослини у зелений колір, у ньому відбувається фотосинтез
Лейкопласт	Оболонка і двох елементарних мембран; внутрішня, вростаючи в строму, утворює нечисленні тилакоїди	Синтезує та накопичує крохмаль, олії, білки
Хромопласт	Пластиди з жовтим, помаранчевим та червоним забарвленням, забарвлення обумовлене пігментами – каротиноїдами	Червоне, жовте забарвлення осіннього листя, соковитих плодів та ін.
	Займає до 90% обсягу зрілої клітини, заповнена клітинним соком	Підтримка тургора, накопичення запасних речовин та продуктів обміну, регуляція осмотичного тиску та ін.
Мікротрубочки	Складаються з білка тубуліна, розташовані біля плазматичної мембрани	Беруть участь у відкладенні целюлози на клітинних стінках, переміщенні у цитоплазмі різних органоїдів. При розподілі клітини мікротрубочки складають основу структури веретена розподілу
Плазматична мембрана (ЦПМ)	Складається з ліпідного бісла, пронизаного білками, зануреними на різну глибину.	Бар'єр, транспорт речовин, сполучення клітин між собою
Гладкий ЕПР	Система плоских і розгалужених трубочок	Здійснює синтез та виділення ліпідів
Шорсткий ЕПР	Назву отримав через безліч рибосом, що знаходяться на його поверхні	Синтез білків, їх накопичення та перетворення для виділення з клітини назовні
	Оточено подвійною ядерною мембраною, що має пори. Зовнішня ядерна мембрана утворює безперервну структуру з мембраною ЕПР. Містить одне або кілька ядерців	Носій спадкової інформації, центр регуляції активності клітини
Клітинна стінка	Складається з довгих молекул целюлози, зібраних у пучки, які називаються мікрофібрилами.	Зовнішній каркас, захисна оболонка
Плазмодесми	Найдрібніші цитоплазматичні канали, що пронизують клітинні стінки	Об'єднують протопласти сусідніх клітин
Мітохондрії	Внутрішня мембрана мітохондрій утворює численні складки	Синтез АТФ (акумуляція енергії)
Апарат Гольджі	Складається зі стопки плоских мішечків – цистерн, або диктіосом	Синтез полісахаридів, формування ЦПМ та лізосом
Лізосоми		Внутрішньоклітинне травлення
Рибосоми	Складаються з двох нерівних субодиниць - великий і малий, куди можуть дисоціювати	Місце біосинтезу білка
Цитоплазма	Складається з води з великою кількістю розчинених у ній речовин, що містять глюкозу, білки та іони.	У ній розташовані інші органоїди клітини та здійснюються всі процеси клітинного метаболізму.
Мікрофіламенти	Волокна з білка актину, зазвичай розташовуються пучками поблизу поверхні клітин	Беруть участь у рухливості та зміні форми клітин
Центріолі	Можуть входити у складі мітотичного апарату клітини. У диплоїдній клітині міститься дві пари центріолей	Беруть участь у процесі поділу клітини у тварин; у зооспорах водоростей, мохів та у найпростіших утворюють базальні тільця вій
Мікроворсинки	Виступи плазматичної мембрани	Збільшують зовнішню поверхню клітини, мікроворсинки разом утворюють облямівку клітини.

Висновки

Клітинна стінка, пластиди та центральна вакуоль притаманні лише рослинним клітинам.
2. Лізосоми, центріолі, мікроворсинки присутні переважно лише у клітинах тварин організмів.
3. Всі інші органоїди характерні як рослинних, так тварин клітин.

Будова оболонки клітин

Клітинна оболонка розташовується зовні клітини, відмежовуючи останню від зовнішнього чи внутрішнього середовища організму.

Її основу становить плазмалема (клітинна мембрана) та вуглеводно-білкова складова.

Функції клітинної оболонки:

– підтримує форму клітини та надає механічну міцність клітині та організму в цілому;
– захищає клітину від механічних пошкоджень та попадання до неї шкідливих сполук;
- Здійснює впізнавання молекулярних сигналів;
– регулює обмін речовин між клітиною та середовищем;
- Здійснює міжклітинну взаємодію в багатоклітинному організмі.

Функція клітинної стінки:

– є зовнішнім каркасом – захисною оболонкою;
- Забезпечує транспорт речовин (через клітинну стінку проходить вода, солі, молекули багатьох органічних речовин).

Зовнішній шар клітин тварин, на відміну клітинних стінок рослин, дуже тонкий, еластичний.

Він не видно у світловий мікроскоп і складається з різноманітних полісахаридів та білків. Поверхневий шар тварин клітин називається глікокаліксом, виконує функцію безпосереднього зв'язку клітин тварин із зовнішнім середовищем, з усіма оточуючими її речовинами, опорної ролі не виконує.

Під глікокаліксом тваринної та клітинної стінки рослинної клітини розташована плазматична мембрана, що межує безпосередньо з цитоплазмою.

До складу плазматичної мембрани входять білки та ліпіди.

Вони розташовані впорядковано з допомогою різних хімічних взаємодій друг з одним. Молекули ліпідів у плазматичній мембрані розташовані у два ряди та утворюють суцільний ліпідний бішар. Молекули білків не утворюють суцільного шару, вони розташовуються у шарі ліпідів, занурюючись у нього різну глибину. Молекули білків та ліпідів рухливі.

Функції плазматичної мембрани:

- Утворює бар'єр, що відмежовує внутрішній вміст клітини від зовнішнього середовища;
- Забезпечує транспорт речовин;
- Забезпечує зв'язок між клітинами в тканинах багатоклітинних організмів.

Надходження речовин у клітину

Поверхня клітини не суцільна.

У цитоплазматичній мембрані є численні дрібні отвори - пори, через які за допомогою або без допомоги спеціальних білків, всередину клітини можуть проникати іони та дрібні молекули. Крім того, деякі іони та дрібні молекули можуть потрапляти у клітину безпосередньо через мембрану. Надходження найважливіших іонів та молекул у клітину не пасивна дифузія, а активний транспорт, що потребує витрат енергії. Транспорт речовин має вибірковий характер. Виборча проникність клітинної мембрани зветься напівпроникністю.

Шляхом фагоцитозу всередину клітини надходять: великі молекули органічних речовин, наприклад, білків, полісахаридів, частинки їжі, бактерії. Фагоцитоз здійснюється за участю плазматичної мембрани. Там, де поверхня клітини стикається з частинкою будь-якої щільної речовини, мембрана прогинається, утворює поглиблення і оточує частинку, яка в «мембранної капсулі» занурюється всередину клітини.

Утворюється травна вакуоля, і в ній перетравлюються органічні речовини, що надійшли в клітину.

Шляхом фагоцитозу харчуються амеби, інфузорії, лейкоцити тварин та людини. Лейкоцити поглинають бактерії, а також різноманітні тверді частинки, які випадково потрапили в організм, захищаючи його таким чином від хвороботворних бактерій. Клітинна стінка рослин, бактерій та синьо-зелених водоростей перешкоджає фагоцитозу, і тому цей шлях надходження речовин у клітину у них не реалізується.

Через плазматичну мембрану в клітину проникають і краплі рідини, що містять у розчиненому та зваженому стані різноманітні речовини. Це явище було названо піноцитозом.

Процес поглинання рідини подібний до фагоцитозу. Крапля рідини занурюється в цитоплазму «мембранної упаковки». Органічні речовини, що потрапили в клітину разом із водою, починають перетравлюватися під впливом ферментів, які у цитоплазмі.

Піноцитоз широко поширений у природі та здійснюється клітинами всіх тварин.

ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу

На які дві великі групи поділяються всі організми за будовою ядра?
Які органоїди властиві лише рослинним клітинам?
Які органоїди властиві лише тваринним клітинам?
Чим відрізняється будова оболонки клітин рослин та тварин?
Які два способи надходження речовин у клітину?
Яким є значення фагоцитозу для тварин?

Самостійна біосистема, яка має основні властивості всього живого. Так вона може розвиватися, розмножуватися, рухатися, адаптуватися і змінюватися. Крім цього, будь-яким клітинам притаманний обмін речовин, специфічна будова, упорядкованість структур та функцій.

Наука, що займається вивченням клітин – це цитологія. Її предметом є структурні одиниці багатоклітинних тварин і рослин, одноклітинні організми - бактерії, найпростіші та водорості, що складаються лише з однієї клітини.

Якщо говорити про загальну організацію структурних одиниць живих організмів, то вони складаються з оболонки та ядра з ядерцем. Також до їхнього складу входять органоїди клітини, цитоплазма. На сьогоднішній день високорозвинені різноманітні методи дослідження, але чільне місце займає мікроскопія, що дозволяє вивчати будову клітин та досліджувати її основні структурні елементи.

Що таке органоїд?

Органоїди (їх ще називають органелами) - постійні складові елементи будь-якої клітини, які роблять її цілісною та виконують певні функції. Це структури, які є життєво необхідними підтримки її діяльності.

До органоїдів відносяться ядро, лізосоми, ендоплазматична мережа та комплекс Гольджі, вакуолі та везикули, мітохондрії, рибосоми, а також клітинний центр (центросома). Сюди також відносять структури, що утворюють цитоскелет клітини (мікротрубочки та мікрофіламенти), меланосоми. Окремо слід виділити органоїди руху. Це вії, джгутики, міофібрили та псевдоніжки.

Всі ці структури взаємопов'язані та забезпечують скоординовану діяльність клітин. Саме тому питання: «Що таке органоїд?» можна відповісти, що це компонент, який можна прирівняти до органу багатоклітинного організму.

Класифікація органоїдів

Клітини відрізняються розмірами та формою, а також своїми функціями, але при цьому вони мають подібну хімічну будову та єдиний принцип організації. При цьому питання про те, що таке органоїд і які це структури, є досить дискусійним. Так, наприклад, лізосоми або вакуолі іноді не відносять до клітинних органелів.

Якщо говорити про класифікацію цих компонентів клітин, то виділяють немембранні та мембранні органоїди. Немембранні – це клітинний центр та рибосоми. Органоїди руху (мікротрубочки та мікрофіламенти) також позбавлені мембран.

У основі будови мембранних органел лежить наявність біологічної мембрани. Одномебранні та двомембранні органоїди мають оболонку з єдиною структурою, що складається з подвійного шару фосфоліпідів та білкових молекул. Вона відокремлює цитоплазму від зовнішнього середовища, допомагає клітині зберігати форму. Варто згадати, що крім мембрани ще є і зовнішня целюлозна оболонка, яку називають клітинною стінкою. Вона виконує опорну функцію.

До мембранних органел відноситься ЕПС, лізосоми і мітохондрії, а також лізосоми і пластиди. Їхні мембрани можуть відрізнятися тільки за набором протеїнів.

Якщо говорити про функціональну здатність органел, деякі з них здатні синтезувати певні речовини. Так, важливі органоїди синтезу – мітохондрії, у яких утворюється АТФ. Рибосоми, пластиди (хлоропласти) та шорстка ендоплазматична мережа відповідають за синтез білків, гладка ЕПС – за синтез ліпідів та вуглеводів.

Розглянемо будову та функції органоїдів докладніше.

Ядро

Ця органела надзвичайно важлива, оскільки при її видаленні клітини перестають функціонувати та гинуть.

Ядро має подвійну мембрану, в якій є безліч пір. За допомогою них воно тісно пов'язується з ендоплазматичною мережею та цитоплазмою. Даний органоїд містить хроматин – хромосоми, які є комплексом протеїнів та ДНК. З огляду на це можна сказати, що саме ядро є органелою, яка відповідає за збереження основної кількості геному.

Рідка частина ядра називається каріоплазмою. У ньому містяться продукти життєдіяльності структур ядра. Найбільш щільна зона - ядерце, в якому розміщуються рибосоми, складні білки та РНК, а також фосфати калію, магнію, цинку, заліза та кальцію. Ядро зникає перед і формується знову на останніх етапах даного процесу.

Ендоплазматична мережа (ретикулум)

ЕПС – одномембранний органоїд. Він займає половину об'єму клітини і складається з канальців та цистерн, які пов'язані між собою, а також із цитоплазматичною мембраною та зовнішньою оболонкою ядра. Мембрана даного органоїду має таку саму структуру, як і плазмалема. Ця структура є цілісною і не відкривається в цитоплазму.

Ендоплазматичний ретикулум буває гладким та гранулярним (шорстким). На внутрішній оболонці гранулярної ЕПС розміщуються рибосоми, у яких відбувається синтез протеїнів. На поверхні гладкої ендоплазматичної мережі рибосоми відсутні, але тут відбувається синтез вуглеводів і жирів.

Усі речовини, що утворюються в ендоплазматичній мережі, переносяться за системою канальців та трубочок до місць призначення, де накопичуються та згодом використовуються у різних біохімічних процесах.

Враховуючи синтезуючу здатність ЕПС, шорсткий ретикулум розміщується у клітинах, основна функція яких – утворення протеїнів, а гладкий – у клітинах, що синтезують вуглеводи та жири. Крім цього, у гладкому ретикулумі накопичуються іони кальцію, які потрібні для нормального функціонування клітин або організму загалом.

Слід зазначити, що ЕПС є місцем утворення апарату Гольджі.

Лізосоми, їх функції

Лізосоми – це клітинні органоїди, які представлені одномембранними мішечками округлої форми з гідролітичними та травними ферментами (протеази, ліпази та нуклеази). Для вмісту лізосом характерне кисле середовище. Мембрани даних утворень ізолюють їхню відмінність від цитоплазми, попереджаючи руйнація інших структурних компонентів клітин. При вивільненні ферментів лізосоми у цитоплазму відбувається саморуйнування клітини – автоліз.

Слід зазначити, що ферменти первинно синтезуються на шорсткої ендоплазматичної сітці, після чого переміщуються в апарат Гольджі. Тут вони проходять модифікацію, упаковуються в мембранні бульбашки та починають відокремлюватися, стаючи самостійними компонентами клітини – лізосомами, які бувають первинними та вторинними.

Первинні лізосоми - структури, що відокремлюються від апарату Гольджі, а вторинні (травні вакуолі) - це ті, що утворюються внаслідок злиття первинних лізосом та ендоцитозних вакуолей.

Враховуючи таку структуру та організацію, можна виділити основні функції лізосом:

перетравлення різних речовин усередині клітини;
знищення клітинних структур, які не потрібні;
участь у процесах реорганізації клітин.

Вакуолі

Вакуолі - це одномембранні органели сферичної форми, які є резервуарами води та розчинених у ній органічних та неорганічних сполук. У освіті цих структур бере участь апарат Гольджі та ЕПС.

У тваринній клітці вакуолей небагато. Вони дрібні та займають не більше 5% обсягу. Їхня основна роль - забезпечення транспорту речовин по всій клітині.

Вакуолі великі та займають до 90% обсягу. У зрілій клітині є лише одна вакуоля, яка займає центральне становище. Її мембрану називають тонопластом, а вміст – клітинним соком. Основні функції рослинних вакуолей – забезпечення напруги клітинної оболонки, накопичення різних сполук та відходів життєдіяльності клітини. Крім того, ці органоїди рослинної клітини постачають воду, необхідну для процесу фотосинтезу.

Якщо говорити про склад клітинного соку, то до нього входять такі речовини:

запасні - органічні кислоти, вуглеводи та протеїни, окремі амінокислоти;
сполуки, що утворюються в процесі життєдіяльності клітин та накопичуються в них (алкалоїди, дубильні речовини та феноли);
фітонциди та фітогормони;
пігменти, за рахунок яких плоди, коренеплоди та пелюстки квітів забарвлюються у відповідний колір.

Комплекс Гольджі

Будова органоїдів під назвою «апарат Гольджі» є досить простою. У клітинах рослин вони виглядають як окремі тільця з мембраною, у клітинах тварин представлені цистернами, канальцями і бульбашками. Структурна одиниця комплексу Гольджі - це диктіосома, яка представлена чаркою з 4-6 «цистерн» та дрібних бульбашок, що відокремлюються від них і є внутрішньоклітинною транспортною системою, а також можуть бути джерелом лізосом. Число диктіос може коливатися від однієї до декількох сотень.

Комплекс Гольджі, як правило, розміщується біля ядра. У тваринних клітинах - біля клітинного центру. Основними функціями цих органел є таке:

секреція та накопичення протеїнів, ліпідів та сахаридів;
модифікація органічних сполук, що у комплекс Гольджи;
цей органоїд є місцем утворення лізосом.

Слід зазначити, що ЕПС, лізосоми, вакуолі, а також апарат Гольджі разом утворюють канальцево-вакуолярну систему, яка поділяє клітину на окремі ділянки з відповідними функціями. Крім того, ця система забезпечує постійне оновлення мембран.

Мітохондрії - енергетичні станції клітини

Мітохондрії – двомембранні органоїди паличкоподібної, кулястої або ниткоподібної форми, які синтезують АТФ. Вони мають зовнішню гладку поверхню та внутрішню мембрану з численними складками, які називаються христами. Слід зазначити, що кількість христів у мітохондріях може змінюватися в залежності від потреби клітини в енергії. Саме на внутрішній мембрані зосереджено численні ферментні комплекси, що синтезують аденозинтрифосфат. Тут енергія хімічних зв'язків перетворюється на АТФ. Крім того, в мітохондріях проходить розщеплення жирних кислот і вуглеводів з вивільненням енергії, що накопичується та використовується на процеси росту та синтезу.

Внутрішнє середовище цих органел називається матриксом. Вона містить кільцеві ДНК та РНК, дрібні рибосоми. Цікаво, що мітохондрії – напівавтономні органоїди, оскільки залежать від функціонування клітини, але водночас можуть зберігати певну самостійність. Так, вони здатні синтезувати власні білки та ферменти, а також розмножуватися самостійно.

Вважається, що мітохондрії виникли при попаданні в клітину-господаря аеробних прокаріотів, що призвело до утворення специфічного симбіотичного комплексу. Так, мітохондріальна ДНК має таку саму будову, як і ДНК сучасних бактерій, а синтез білків і в мітохондріях, і в бактеріях інгібується однаковими антибіотиками.

Пластиди – органоїди рослинної клітини

Пластиди є досить великими органелами. Вони присутні лише у клітинах рослин і утворюються із попередників – пропластид, містять ДНК. Ці органоїди відіграють важливу роль у метаболізмі та відокремлені від цитоплазми подвійною мембраною. Крім цього, у них може утворюватися впорядкована система внутрішніх мембран.

Пластиди бувають трьох типів:

Рибосоми

Що таке органоїд під назвою називають складаються з двох фрагментів (малої та великої субодиниці). Їхній діаметр становить близько 20 нм. Вони зустрічаються у клітинах всіх типів. Це органоїди тварин та рослинних клітин, бактерій. Утворюються ці структури в ядрі, після чого переходять до цитоплазми, де розміщуються вільно або прикріплюються до ЕПС. Залежно від синтезуючих властивостей рибосоми функціонують поодинці або поєднуються в комплекси, утворюючи полірибосоми. У разі ці немембранні органели зв'язуються молекулою інформаційної РНК.

Рибосома містить 4 молекули р-РНК, що складають її каркас, а також різні білки. Основне завдання даного органоїду - збирання поліпептидного ланцюга, що є першою стадією синтезу протеїнів. Ті білки, які утворюються рибосомами ендоплазматичного ретикулуму, можуть використовуватись усім організмом. Протеїни для потреб окремої клітини синтезуються рибосомами, які розміщуються у цитоплазмі. Слід зазначити, що рибосоми також зустрічаються в мітохондріях та пластидах.

Цитоскелет клітини

Клітинний цитоскелет утворюється мікротрубочками та мікрофіламентами. Мікротрубочки є циліндричні утворення діаметром 24 нм. Їхня довжина становить 100 мкм-1 мм. Основний компонент – білок під назвою тубулін. Він нездатний скорочення і може руйнуватися під впливом колхицина. Мікротрубочки розташовуються в гіалоплазмі і виконують такі функції:

створюють еластичний, але водночас міцний каркас клітини, що дозволяє їй зберігати форму;
беруть участь у процесі розподілу хромосом клітини;
забезпечують переміщення органел;
містяться в клітинному центрі, а також у джгутиках та вії.

Мікрофіламенти - нитки, які розміщуються під і складаються з білка актину або міозину. Вони можуть скорочуватися, внаслідок чого йде переміщення цитоплазми або випинання клітинної мембрани. Крім того, ці компоненти беруть участь в утворенні перетяжки при розподілі клітини.

Клітинний центр (центросома)

Дана органела складається з 2 центріолей та центросфери. Центріоль циліндричної форми. Її стінки утворюються трьома мікротрубочками, які зливаються між собою у вигляді поперечних зшивок. Центріолі розташовуються парами під прямим кутом один до одного. Слід зазначити, що клітини вищих рослин позбавлені цих органоїдів.

Основна роль клітинного центру - забезпечення рівномірного розподілу хромосом під час клітинного поділу. Також він є центром організації цитоскелету.

Органели руху

До органоїдів руху відносять вії, а також джгутики. Це мініатюрні вирости у вигляді волосків. Джгутик містить 20 мікротрубочок. Його основа розміщується у цитоплазмі та називається базальним тільцем. Довжина джгутика становить 100 мкм або більше. Джгутики, які мають всього 10-20 мкм, називаються віями. При ковзанні мікротрубочок вії та джгутики здатні коливатися, викликаючи рух самої клітини. У цитоплазмі можуть міститися скорочувальні фібрили, які називаються міофібрилами – це органоїди тваринної клітини. Міофібрили, як правило, розміщуються в міоцитах - клітинах м'язової тканини, а також у клітинах серця. Вони складаються з дрібніших волокон (протофібрил).

Слід зазначити, що пучки міофібрилл складаються з темних волокон - анізотропні диски, а також світлих ділянок - це ізотропні диски. Структурна одиниця міофібрили – саркомір. Це ділянка між анізотропним та ізотропним диском, який має актинові та міозинові нитки. При їхньому ковзанні відбувається скорочення саркомера, що призводить до руху всього м'язового волокна. При цьому використовується енергія АТФ та іони кальцію.

За допомогою джгутиків рухаються найпростіші та сперматозоїди тварин. Вії є органом руху інфузорії-туфельки. У тварин і людини вони покривають дихальні повітроносні шляхи і допомагають позбавлятися від дрібних твердих частинок, наприклад, від пилу. Крім цього, існують ще псевдоніжки, які забезпечують амебоїдний рух і є елементами багатьох одноклітинних та клітин тварин (наприклад, лейкоцитів).

Більшість рослин не можуть переміщатися у просторі. Їхні рухи полягають у зростанні, переміщеннях листя та змінах потоку цитоплазми клітин.

Висновок

Незважаючи на всю різноманітність клітин, всі вони мають подібну структуру та організацію. Будова та функції органоїдів характеризуються ідентичними властивостями, забезпечуючи нормальне функціонування як окремої клітини, і всього організму.

Цю закономірність можна висловити в такий спосіб.

Таблиця "Органоїди клітини еукаріотів"

Органоїд	Рослинна клітина	Тваринна клітка	Основні функції
			зберігання ДНК, транскрипція РНК та синтез протеїнів
ендоплазматична сітка			синтез протеїнів, ліпідів та вуглеводів, накопичення іонів кальцію, утворення комплексу Гольджі
мітохондрії			синтез АТФ, власних ферментів та білків
пластиди			участь у фотосинтезі, накопичення крохмалю, ліпідів, протеїнів, каротиноїдів
рибосоми			збір поліпептидного ланцюга (синтез білків)
мікротрубочки та мікрофіламенти			дозволяють клітині зберігати певну форму, є складовою частиною клітинного центру, вій і джгутиків, забезпечують переміщення органел
лізосоми			перетравлення речовин усередині клітини, знищення її непотрібних структур, участь у реорганізації клітин, зумовлюють автоліз
велика центральна вакуоля			забезпечує напругу клітинної оболонки, накопичує поживні речовини та продукти життєдіяльності клітини, фітонциди та фітогормони, а також пігменти, є резервуаром води
комплекс Гольджі			секретує та накопичує протеїни, ліпіди та вуглеводи, модифікує поживні речовини, що надходять у клітину, відповідає за утворення лізосом.
клітинний центр	є, крім вищих рослин		є центром організації цитоскелета, забезпечує рівномірне розходження хромосом при розподілі клітин
міофібрили			забезпечують скорочення м'язової тканини

Якщо зробити висновки, то можна сказати, що існують незначні відмінності між тваринною та рослинною клітиною. У цьому функціональні особливості та будова органоїдів (таблиця, зазначена вище, підтверджує це) має загальний принцип організації. Клітина функціонує як злагоджена та цілісна система. При цьому функції органоїдів взаємопов'язані та спрямовані на оптимальну роботу та підтримання життєдіяльності клітини.

Кожен живий організм складається з клітин, багато з яких здатні рухатися. У цій статті ми розповімо про органоїди руху, їх будову і функції.

Органоїди руху одноклітинних організмів

У сучасній біології клітини діляться на прокаріотів та еукаріотів. До перших відносяться представники найпростіших організмів, які містять одну нитку ДНК та не мають ядра (синьо-зелені водорості, віруси).

Еукаріоти мають ядро та складаються з різноманітних органоїдів, одними з яких є органоїди руху.

До органоїдів руху одноклітинних організмів відносяться вії, джгутики, ниткоподібні утворення - міофібрили, ложноніжки. З їхньою допомогою клітина може вільно пересуватися.

Рис. 1. Різновиди органоїдів руху.

Органоїди руху трапляються й у багатоклітинних організмах. Так, наприклад, у людини бронхіальний епітелій покритий безліччю вій, які рухаються строго в одному порядку. При цьому утворюється так звана хвиля, здатна захистити дихальні шляхи від пилу, сторонніх частинок. А також джгутики є у сперматозоїдів (спеціалізованих клітинах чоловічого організму, що служать для розмноження).

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Двигуна функція також може здійснюватися рахунок скорочення мікроволоконець (міонем), які у цитоплазмі під покривами.

Будова та функції органоїдів руху

Органоїди руху – це вирости мембрани, які у діаметрі досягають 0,25 мкм. За своєю будовою джгутики набагато довші за вії.

Довжина джгутика сперматозоїда у деяких ссавців може досягати 100 мкм, тоді як розмір вій становить до 15 мкм.

Незважаючи на такі відмінності, внутрішня будова цих органоїдів є абсолютно однаковою. Утворюються вони з мікротрубочок, які за своєю будовою схожі з центріолями клітинного центру.

Рухові рухи утворюються рахунок ковзання микротрубочек між собою, у результаті вони изгибаются. В основі даних органоїдів знаходиться базальне тільце, яке зміцнює їх до клітинної цитоплазми. Щоб забезпечити роботу органоїдів руху, клітина витрачає енергію АТФ.

Рис. 2. Будова джгутика.

Деякі клітини (амеби, лейкоцити) пересуваються рахунок псевдоподій, іншими словами - ложноножек. Однак, на відміну від джгутиків та вій, псевдоподії – це тимчасові утворення. Вони можуть зникати і з'являтися у різних місцях цитоплазми. До їх функцій відноситься пересування, а також захоплення їжі та інших частинок.

Джгутики складаються з нитки, гака та базального тільця. За кількістю та розташуванням цих органоїдів на поверхні бактерій вони розподіляються на:

Монотрихи(один джгутик);
Амфітріхи(по одному джгутику на різних полюсах);
Лофотріхи(Пучок утворень на одному або обох полюсах);
Перитріхи(Більшість джгутиків, розташованих по всій поверхні клітини).

Рис. 3. Різновиди джгутиконосців.

Серед виконуваних функцій органоїдів руху можна назвати:

забезпечення рухом одноклітинного організму;
можливість м'язів скорочуватися;
захисна реакція дихальних шляхів від сторонніх частинок;
просування рідини.

Жгутиконосці відіграють велику роль у кругообігу речовин у навколишньому середовищі, багато з них є хорошими індикаторами забрудненості водойм.

Що ми дізналися?

Одним із складових елементів клітини є органоїди руху. До них відносяться джгутики та вії, які утворені за допомогою мікротрубочок. У їх функції входить забезпечити рух одноклітинного організму, просування рідин усередині багатоклітинного організму.