Таблица на клетъчната структура на тялото. Клетъчна структура на човека, клетъчно делене и външен вид, описание със снимки за деца. Мембранна организация на клетката

Всички живи същества и организми не се състоят от клетки: растения, гъби, бактерии, животни, хора. Въпреки минималния си размер, клетката изпълнява всички функции на целия организъм. Вътре в него протичат сложни процеси, от които зависи жизнеността на тялото и работата на неговите органи.

Във връзка с

Структурни характеристики

Учените учат структурни характеристики на клетката и принципите на нейната работа. Възможно е да се изследват подробно характеристиките на клетъчната структура само с помощта на мощен микроскоп.

Всички наши тъкани - кожата, костите, вътрешните органи са съставени от клетки, които са строителен материал, се предлагат в различни форми и размери, всеки сорт изпълнява определена функция, но основните характеристики на тяхната структура са сходни.

Първо, нека разберем какво стои в основата структурна организация на клетките... В хода на проведените изследвания учените са установили, че клетъчната основа е мембранен принцип. Оказва се, че всички клетки са образувани от мембрани, които се състоят от двоен слой фосфолипиди, в които протеиновите молекули са потопени отвън и отвътре.

Какво свойство е характерно за всички видове клетки: една и съща структура, както и функционалност - регулиране на метаболитния процес, използване на собствен генетичен материал (присъствие и РНК), получаването и потреблението на енергия.

Структурната организация на клетката се основава на следните елементи, които изпълняват определена функция:

• мембрана - клетъчната мембрана се състои от мазнини и протеини. Основната му задача е да отдели веществата вътре от външната среда. Структурата е полупропусклива: тя също е способна да предава въглероден окис;
• ядро - централната област и основният компонент, отделени от другите елементи с мембрана. Вътре в ядрото се намира информация за растежа и развитието, генетичен материал, представен под формата на ДНК молекули;
• цитоплазма Е течно вещество, което образува вътрешна среда, където протичат различни жизненоважни процеси, съдържа много важни компоненти.

От какво се състои клетъчното съдържание, какви са функциите на цитоплазмата и основните й компоненти:

1. Рибозома - най-важният органоид, който е необходим за процесите на биосинтез на протеини от аминокиселини, протеините изпълняват огромен брой жизненоважни задачи.
2. Митохондрии - друг компонент, разположен вътре в цитоплазмата. Може да се опише с една комбинация от думи - енергиен източник. Тяхната функция е да осигуряват на компонентите мощност за по-нататъшно производство на енергия.
3. апарат на Голджи се състои от 5 - 8 чувала, които са свързани помежду си. Основната задача на този апарат е да пренася протеини в други части на клетката, за да осигури енергиен потенциал.
4. Повредените елементи се почистват лизозоми.
5. Извършва се транспорт ендоплазмения ретикулум, по които протеините движат молекули полезни вещества.
6. Центриоли отговорен за размножаването.

Ядро

Тъй като това е клетъчен център, следователно трябва да се обърне специално внимание на неговата структура и функции. Този компонент е съществен елемент за всички клетки: той съдържа наследствени характеристики. Без ядрото процесите на възпроизвеждане и предаване на генетична информация биха станали невъзможни. Погледнете фигурата, показваща структурата на ядрото.

• Ядрената обвивка, която е подчертана в люляков цвят, пропуска веществата вътре и ги освобождава обратно през порите - малки дупки.
• Плазмата е вискозно вещество, съдържа всички останали ядрени компоненти.
• ядрото е разположено в самия център, има формата на сфера. Основната му функция е образуването на нови рибозоми.
• Ако погледнете централната част на клетката в разрез, можете да видите фини сини тъкани - хроматин, основното вещество, което се състои от комплекс от протеини и дълги ДНК вериги, които носят необходимата информация.

Клетъчната мембрана

Нека разгледаме по-отблизо работата, структурата и функцията на този компонент. По-долу има таблица, която ясно показва значението на външната обвивка.

Хлоропласти

Това е друг отменящ компонент. Но защо хлоропластите не са споменати по-рано, може да попитате. Тъй като този компонент се намира само в растителните клетки.Основната разлика между животните и растенията се крие в начина на хранене: при животните той е хетеротрофен, а при растенията е автотрофен. Това означава, че животните не са в състояние да създават, тоест да синтезират органични вещества от неорганични - те се хранят с готови органични вещества. От друга страна, растенията са способни да извършват процеса на фотосинтеза и съдържат специални компоненти - хлоропласти. Това са зелени пластиди, съдържащи хлорофил. С негово участие енергията на светлината се превръща в енергията на химическите връзки на органичните вещества.

Интересно!Хлоропластите в големи обеми са концентрирани главно в надземната част на растенията - зелени плодове и листа.

Ако ви бъде зададен въпросът: назовете важна характеристика на структурата на органичните съединения на клетката, тогава отговорът може да бъде даден по следния начин.

• много от тях съдържат въглеродни атоми, които имат различни химични и физични свойства и също така са способни да се свързват помежду си;
• са носители, активни участници в различни процеси, протичащи в организмите, или са техни продукти. Това се отнася до хормони, различни ензими, витамини;
• може да образува вериги и пръстени, което осигурява разнообразни връзки;
• унищожени при нагряване и взаимодействие с кислород;
• атомите в състава на молекулите се комбинират помежду си, използвайки ковалентни връзки, не се разлагат на йони и следователно бавно си взаимодействат, реакциите между веществата отнемат много дълго време - в продължение на няколко часа или дори дни.

Структура на хлоропласта

Тъкани

Клетките могат да съществуват една по една, както при едноклетъчните организми, но най-често те се обединяват в групи от собствен вид и образуват различни тъканни структури, изграждащи организма. В човешкото тяло има няколко вида тъкани:

• епителна - концентриран върху повърхността на кожата, органите, елементите на храносмилателния тракт и дихателната система;
• мускулест - ние се движим благодарение на свиването на мускулите на тялото си, извършваме най-различни движения: от най-простото размахване на малкия пръст до високоскоростното бягане. Между другото, сърдечният ритъм се появява и поради свиването на мускулната тъкан;
• съединителната тъкан съставлява 80 процента от масата на всички органи и играе защитна и поддържаща роля;
• нервен - образува нервни влакна. Благодарение на нея през тялото преминават различни импулси.

Процес на възпроизвеждане

През целия живот на тялото се появява митоза - това е името на процеса на разделяне,състоящ се от четири етапа:

1. Профаза... Двете центриоли на клетката се разделят и отиват в противоположни посоки. В същото време хромозомите образуват двойки и ядрената обвивка започва да се разпада.
2. Назоваха втория етап метафази... Хромозомите са разположени между центриолите, постепенно външната обвивка на ядрото напълно изчезва.
3. Анафаза е третият етап, през който центриолите продължават да се движат в обратна посока една от друга, а отделните хромозоми също следват центриолите и се отдалечават една от друга. Цитоплазмата и цялата клетка започват да се свиват.
4. Телофаза - последният етап. Цитоплазмата се свива, докато се появят две еднакви нови клетки. Около хромозомите се образува нова мембрана и във всяка нова клетка се появява по една двойка центриоли.

Изход

Научихте каква е структурата на клетката - най-важният компонент на тялото. Милиарди клетки съставляват удивително разумно организирана система, която осигурява ефективността и функционирането на всички представители на животинския и растителен свят.

Човекът, както всички живи същества, се състои от клетки, свързани помежду си чрез свързващи структури.
Самите клетки се държат като живи същества, тъй като изпълняват същите жизнени функции като многоклетъчните организми: хранят се, за да осигурят жизнените си функции, използват кислород за енергия, реагират на определени стимули и имат способността да се възпроизвеждат.

Лизозоми - органели, отговорни за смилането на веществата, постъпващи в цитоплазмата.

Рибозоми - органели, които синтезират протеини от молекули на аминокиселини.

Клетъчна или цитоплазмена мембрана - полупропусклива структура, заобикаляща клетката. Осигурява комуникация на клетката с извънклетъчната среда.

Цитоплазма - вещество, което изпълва цялата клетка и съдържа всички клетъчни тела, включително ядрото.

Микровили - гънки и изпъкналости на цитоплазматичната мембрана, осигуряващи преминаването на вещества през нея.

Центрозома - участва в митоза или клетъчно делене.

Центриоли - централните части на центрозомата.

Вакуоли - малки мехурчета в цитоплазмата, пълни с клетъчна течност.

Ядро - един от основните компоненти на клетката, тъй като ядрото е носител на наследствени признаци и влияе върху възпроизводството и предаването на биологичната наследственост.

Ядрена обвивка - пореста мембрана, която регулира преминаването на вещества между ядрото и цитоплазмата.

Нуклеоли - сферични органели на ядрото, участващи в образуването на рибозоми.

Вътреклетъчни нишки - органели, съдържащи се в цитоплазмата.

Митохондрии - органели, участващи в голям брой химични реакции, като клетъчно дишане.

Как получаваме енергия: катаболизъм и анаболизъм 21.11.03 Хранителните функции на клетките са насочени към това да ни осигурят храна и енергия 1 клетка + митоза \u003d 2 клетки 21.11.03 Този тип математическа формула е лесен начин да запомните важността на процеса на клетъчно делене, необходим за Клетъчна или цитоплазмена мембрана 21.11.03 Цитоплазмената мембрана (мембрана) е тънка структура, която отделя съдържанието на клетката от околната среда. Клетки, тъкани, органи, системи и апарати 21.11.03 Човешкото тяло е сбор от елементи, които работят хармонично за ефективно изпълнение на всички жизненоважни функции. Експеримент на Стенли Л. Милър за произхода на органичните съединения 18.11.03 Земята се е образувала преди около 5 милиарда години. Когато повърхността му е достатъчна, те изхвърлят голямо количество пепел и газове (водород, мярка) в атмосферата. Високата температура допринесе за образуването на огромни облаци, които От родители до деца благодарение на хромозомите 21.11.03 Клетъчното ядро \u200b\u200bпретърпява различни промени, когато клетката започне да се дели: мембраната и ядрата изчезват; по това време Митохондрии 21.11.03 Митохондриите са закръглени или продълговати органели, разпределени в цялата цитоплазма. Клетъчно ядро 21.11.03 Ядрото, едно във всяка човешка клетка, е основният му компонент, тъй като е организъм

Химичният състав на живите организми

Химичният състав на живите организми може да се изрази в две форми: атомна и молекулярна. Атомният (елементарен) състав показва съотношението на атомите на елементите, изграждащи живите организми. Молекулярният (материален) състав отразява съотношението на молекулите вещества.

Химическите елементи са част от клетките под формата на йони и молекули на неорганични и органични вещества. Най-важните неорганични вещества в клетката са водата и минералните соли, най-важните органични вещества са въглехидратите, липидите, протеините и нуклеиновите киселини.

Водата е преобладаващият компонент на всички живи организми. Средното съдържание на вода в клетките на повечето живи организми е около 70%.

Минералните соли във воден разтвор на клетката се дисоциират на катиони и аниони. Най-важните катиони са K +, Ca2 +, Mg2 +, Na +, NHJ, анионите са Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.

Въглехидрати - органични съединения, състоящи се от една или много молекули прости захари. Съдържанието на въглехидрати в животинските клетки е 1-5%, а в някои растителни клетки достига 70%.

Липиди - мазнини и подобни на мазнини органични съединения, практически неразтворими във вода. Съдържанието им в различните клетки варира значително: от 2-3 до 50-90% в клетките на растителните семена и мастната тъкан на животните.

Протеин са биологични хетерополимери, мономерите на които са аминокиселини. Само 20 аминокиселини участват в образуването на протеини. Те се наричат \u200b\u200bосновни или основни. Някои от аминокиселините не се синтезират в организмите на животните и хората и трябва да идват от растителна храна (те се наричат \u200b\u200bосновни).

Нуклеинова киселина. Има два вида нуклеинови киселини: ДНК и РНК. Нуклеиновите киселини са полимери, чиито мономери са нуклеотиди.

Клетъчна структура

Формиране на клетъчна теория

• Робърт Хук през 1665 г. открива клетки в разрез на корк и за първи път използва термина "клетка".
• Антъни ван Левенхук открива едноклетъчни организми.
• Матиас Шлейден през 1838 г. и Томас Шван през 1839 г. формулират основните разпоредби на клетъчната теория. Те обаче погрешно вярват, че клетките възникват от първичната неклетъчна материя.
• Рудолф Вирхов през 1858 г. доказа, че всички клетки се образуват от други клетки чрез клетъчно делене.

Основни принципи на клетъчната теория

1. Клетката е структурна единица на всички живи същества. Всички живи организми са съставени от клетки (с изключение на вируси).
2. Клетката е функционална единица на всички живи същества. Клетката проявява пълния набор от жизненоважни функции.
3. Клетката е единицата за развитие на всички живи същества. Новите клетки се образуват само в резултат на разделяне на първоначалната (майчината) клетка.
4. Клетката е генетичната единица на всички живи същества. Хромозомите на клетката съдържат информация за развитието на целия организъм.
5. Клетките на всички организми са сходни по химичен състав, структура и функция.

Видове клетъчна организация

Сред живите организми само вирусите нямат клетъчна структура. Всички други организми са представени от клетъчни форми на живот. Има два типа клетъчна организация: прокариотна и еукариотна. Прокариотите включват бактерии, а еукариотите включват растения, гъби и животни.

Прокариотните клетки са относително прости. Те нямат ядро, зоната, в която се намира ДНК в цитоплазмата, се нарича нуклеоид, единствената ДНК молекула е кръгла и не е свързана с протеини, клетките са по-малки от еукариотните клетки, гликопептидът - муреинът е част от клетъчната стена, мембранните органели липсват, функциите им се изпълняват чрез инвагинации на плазмената мембрана, рибозомите са малки, микротубулите липсват, поради което цитоплазмата е неподвижна, а ресничките и флагелите имат специална структура.

Еукариотните клетки имат ядро, в което са разположени хромозомите - линейни ДНК молекули, свързани с протеини; в цитоплазмата са разположени различни мембранни органели.

Растителните клетки се отличават с наличието на дебела целулозна клетъчна стена, пластиди и голяма централна вакуола, която измества ядрото към периферията. Клетъчният център на висшите растения не съдържа центриоли. Въглехидратът за съхранение е нишесте.

Гъбичните клетки имат клетъчна мембрана, съдържаща хитин, в цитоплазмата има централна вакуола и няма пластиди. Само няколко гъби имат центриол в клетъчния център. Основният резервен въглехидрат е гликогенът.

Животните клетки по правило имат тънка клетъчна стена, не съдържат пластиди и централна вакуола; центриолата е характерна за клетъчния център. Въглехидратът за съхранение е гликоген.

Структурата на еукариотната клетка

Типичната еукариотна клетка има три компонента: мембраната, цитоплазмата и ядрото.

Клетъчната мембрана

Отвън клетката е заобиколена от мембрана, чиято основа е плазмената мембрана или плазмалема, която има типична структура и дебелина 7,5 nm.

Клетъчната мембрана изпълнява важни и много разнообразни функции: определя и поддържа формата на клетката; предпазва клетката от механичните ефекти на проникването на увреждащи биологични агенти; осъществява приемането на много молекулярни сигнали (например хормони); ограничава вътрешното съдържание на клетката; регулира метаболизма между клетката и околната среда, като осигурява постоянството на вътреклетъчния състав; участва в образуването на междуклетъчни контакти и различни видове специфични издатини на цитоплазмата (микровили, реснички, биччета).

Въглеродният компонент в мембраната на животинските клетки се нарича гликокаликс.

Обменът на вещества между клетката и нейната среда се случва постоянно. Механизмите на транспортиране на веществата в и извън клетката зависят от размера на транспортираните частици. Малки молекули и йони се транспортират от клетката директно през мембраната под формата на активен и пасивен транспорт.

В зависимост от вида и посоката се разграничават ендоцитоза и екзоцитоза.

Абсорбцията и отделянето на твърди и големи частици се наричат \u200b\u200bсъответно фагоцитоза и обратна фагоцитоза, течни или разтворени частици - пиноцитоза и обратна пиноцитоза.

Цитоплазма

Цитоплазмата е вътрешното съдържание на клетката и се състои от хиалоплазмата и различни вътреклетъчни структури, разположени в нея.

Хиалоплазмата (матрица) е воден разтвор на неорганични и органични вещества, които могат да променят вискозитета си и са в постоянно движение. Способността да се движи или да тече цитоплазмата се нарича циклоза.

Матрицата е активна среда, в която протичат много физически и химични процеси и която обединява всички елементи на клетката в една система.

Цитоплазмените структури на клетката са представени от включвания и органели. Включенията са относително нестабилни, намират се в определени видове клетки в определени моменти от живота им, например като доставка на хранителни вещества (зърна на нишесте, протеини, гликогенови капки) или продукти, които се отделят от клетката. Органоидите са постоянни и незаменими компоненти на повечето клетки, които имат специфична структура и изпълняват жизненоважна функция.

Мембранните органели на еукариотната клетка включват ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи, митохондрии, лизозоми, пластиди.

Ендоплазмения ретикулум. Цялата вътрешна зона на цитоплазмата е изпълнена с множество малки канали и кухини, чиито стени са мембрани, подобни по структура на плазмената мембрана. Тези канали се разклоняват, свързват се помежду си и образуват мрежа, наречена ендоплазмен ретикулум.

Ендоплазменият ретикулум е хетерогенен по структура. Известни са два вида - гранулиран и гладък. На мембраните на каналите и кухините на гранулираната мрежа има множество малки заоблени тела - рибозоми, които придават мембраните груб вид. Мембраните на гладкия ендоплазмен ретикулум не носят рибозоми на повърхността си.

Ендоплазменият ретикулум има много различни функции. Основната функция на гранулирания ендоплазмен ретикулум е участие в синтеза на протеин, който се осъществява в рибозомите.

Липидите и въглехидратите се синтезират върху мембраните на гладкия ендоплазмен ретикулум. Всички тези синтезни продукти се натрупват в канали и кухини и след това се транспортират до различни органели на клетката, където се консумират или натрупват в цитоплазмата като клетъчни включвания. Ендоплазматичният ретикулум свързва основните органели на клетката.

апарат на Голджи

В много животински клетки, например в нервните клетки, той приема формата на сложна мрежа, разположена около ядрото. В клетките на растенията и протозоите апаратът на Голджи е представен от отделни полумесечни или пръчковидни тела. Структурата на този органоид е сходна в клетките на растителните и животински организми, въпреки разнообразието на неговата форма.

Апаратът на Голджи включва: кухини, ограничени от мембрани и разположени на групи (по 5-10 всяка); големи и малки мехурчета, разположени в краищата на кухините. Всички тези елементи съставляват един комплекс.

Апаратът на Голджи има много важни функции. Продуктите от синтетичната активност на клетката - протеини, въглехидрати и мазнини - се транспортират до нея през каналите на ендоплазмения ретикулум. Всички тези вещества първо се натрупват, а след това, под формата на големи и малки мехурчета, навлизат в цитоплазмата и или се използват в самата клетка в течение на нейния живот, или се отстраняват от нея и се използват в тялото. Например, храносмилателните ензими се синтезират в клетките на панкреаса на бозайниците, които се натрупват в кухините на органоида. След това се образуват везикули, пълни с ензими. Те се отстраняват от клетките в панкреатичния канал, откъдето те се вливат в чревната кухина. Друга важна функция на този органоид е, че върху мембраните му се синтезират мазнини и въглехидрати (полизахариди), които се използват в клетката и са част от мембраните. Благодарение на дейността на апарата на Голджи се случва обновяването и растежа на плазмената мембрана.

Митохондрии

Цитоплазмата на повечето клетки от животни и растения съдържа малки тела (0,2-7 микрона) - митохондрии (гръцки "mitos" - конец, "chondrion" - зърно, гранули).

Митохондриите се виждат ясно под светлинен микроскоп, с който можете да изследвате тяхната форма, местоположение и да преброите броя. Вътрешната структура на митохондриите беше изследвана с помощта на електронен микроскоп. Митохондриалната мембрана се състои от две мембрани - външна и вътрешна. Външната мембрана е гладка; не образува гънки или израстъци. Вътрешната мембрана, за разлика от тях, образува множество гънки, които са насочени в митохондриалната кухина. Гънките на вътрешната мембрана се наричат \u200b\u200bкристи (на латински „crista" - гребен, израстък). Броят на кристите не е еднакъв в митохондриите на различните клетки. Те могат да бъдат от няколко десетки до няколкостотин и има особено много кристи в митохондриите на активно функциониращи клетки, например мускулни клетки.

Митохондриите се наричат \u200b\u200b„електроцентрали“ на клетките, тъй като основната им функция е синтезът на аденозин трифосфорна киселина (АТФ). Тази киселина се синтезира в митохондриите на клетките на всички организми и е универсален източник на енергия, необходим за осъществяването на жизненоважни процеси на клетката и на целия организъм.

Новите митохондрии се образуват чрез разделянето на митохондриите, които вече съществуват в клетката.

Лизозоми

Те са малки заоблени тела. Всяка лизозома е отделена от цитоплазмата с мембрана. Вътре в лизозомата има ензими, които разграждат протеини, мазнини, въглехидрати и нуклеинови киселини.

Лизозомите се приближават до хранителната частица, която е влязла в цитоплазмата, сливат се с нея и се образува една храносмилателна вакуола, вътре в която има хранителна частица, заобиколена от лизозомни ензими. Веществата, образувани в резултат на смилането на хранителни частици, постъпват в цитоплазмата и се използват от клетката.

Притежавайки способността активно да смилат хранителни вещества, лизозомите участват в отстраняването на части от клетки, цели клетки и органи, които отмират в процеса на жизнената дейност. Образуването на нови лизозоми се случва постоянно в клетката. Ензимите, съдържащи се в лизозомите, както и всички други протеини, се синтезират върху рибозомите на цитоплазмата. След това тези ензими идват през каналите на ендоплазмения ретикулум до апарата на Голджи, в кухините на които се образуват лизозомите. В тази форма лизозомите навлизат в цитоплазмата.

Пластиди

Пластидите се намират в цитоплазмата на клетките на всички растения. В животинските клетки пластидите отсъстват. Има три основни типа пластиди: зелено - хлоропласти; червено, оранжево и жълто - хромопласти; безцветни - левкопласти.

За повечето клетки са необходими и органели, които нямат мембранна структура. Те включват рибозоми, микрофиламенти, микротубули и клетъчния център.

Рибозоми. Рибозомите се намират в клетките на всички организми. Това са микроскопични тела със заоблена форма с диаметър 15-20 nm. Всяка рибозома се състои от две частици с различни размери, малки и големи.

Една клетка съдържа много хиляди рибозоми, те са разположени или върху мембраните на гранулирания ендоплазмен ретикулум, или лежат свободно в цитоплазмата. Рибозомите включват протеини и РНК. Функцията на рибозомите е синтеза на протеини. Синтезът на протеини е сложен процес, който се извършва не от една рибозома, а от цяла група, включваща до няколко десетки комбинирани рибозоми. Тази група рибозоми се нарича полизома. Синтезираните протеини първо се натрупват в каналите и кухините на ендоплазмения ретикулум и след това се транспортират до органелите и клетъчните места, където се консумират. Ендоплазматичният ретикулум и рибозомите, разположени върху мембраните му, съставляват един апарат за биосинтез и транспорт на протеини.

Микротубули и микрофиламенти

Нишковидни структури, състоящи се от различни съкратителни протеини и определящи двигателните функции на клетката. Микротубулите имат формата на кухи цилиндри, стените на които са съставени от протеини - тубулини. Микрофиламентите са много тънки, дълги, нишковидни структури, съставени от актин и миозин.

Микротубулите и микрофиламентите проникват в цялата цитоплазма на клетката, образувайки нейния цитоскелет и причиняват циклоза, вътреклетъчни движения на органелите, разделяне на хромозомите по време на разделяне на ядрения материал и др.

Клетъчен център (центрозома). В животинските клетки органоидът се намира близо до ядрото, което се нарича клетъчен център. Основната част от клетъчния център се състои от две малки тела - центриоли, разположени в малка площ от уплътнена цитоплазма. Всяка центриола има формата на цилиндър с дължина до 1 μm. Центриолите играят важна роля в клетъчното делене; те участват във формирането на делителното вретено.

В процеса на еволюция различните клетки са се приспособили да живеят в различни условия и изпълняват специфични функции. Това изисква присъствието на специални органели в тях, които се наричат \u200b\u200bспециализирани, за разлика от органелите с общо предназначение, обсъдени по-горе. Те включват съкратителните вакуоли на протозои, миофибрилите на мускулните влакна, неврофибрилите и синаптичните везикули на нервните клетки, микровилините на епителните клетки, ресничките и флагелите на някои протозои.

Ядро

Ядрото е най-важният компонент на еукариотните клетки. Повечето клетки имат едно ядро, но се срещат и многоядрени клетки (в редица протозои, в скелетните мускули на гръбначните животни). Някои високоспециализирани клетки губят ядрата си (например червените кръвни клетки на бозайници).

Ядрото, като правило, има сферична или овална форма, по-рядко може да бъде сегментирано или веретенообразно. Ядрото включва ядрената обвивка и кариоплазмата, която съдържа хроматин (хромозоми) и нуклеоли.

Ядрената обвивка се формира от две мембрани (външна и вътрешна) и съдържа множество пори, през които се обменят различни вещества между ядрото и цитоплазмата.

Кариоплазмата (нуклеоплазма) е желеобразен разтвор, съдържащ разнообразни протеини, нуклеотиди, йони, както и хромозоми и ядро.

Ядрото е малко закръглено тяло, което интензивно се оцветява и се намира в ядрата на неразделящите се клетки. Функцията на ядрото е да синтезира рРНК и да ги комбинира с протеини, т.е. сглобяване на субчастици на рибозома.

Хроматин - бучки, гранули и нишковидни структури, които са специално оцветени от някои багрила, образувани от ДНК молекули в комплекс с протеини. Различните участъци от молекулите на ДНК в хроматина имат различна степен на спирализация и следователно се различават по интензивността на цвета и естеството на генетичната активност. Хроматинът е форма на съществуването на генетичен материал в неразделящи се клетки и предоставя възможност за удвояване и реализиране на съдържащата се в него информация. В процеса на клетъчно делене настъпва спирала на ДНК и хроматиновите структури образуват хромозоми.

Хромозомите са плътни, интензивно оцветяващи структури, които са звената на морфологичната организация на генетичния материал и осигуряват точното му разпределение по време на клетъчното делене.

Броят на хромозомите в клетките на всеки биологичен вид е постоянен. Обикновено в ядрата на телесните клетки (соматичните) хромозоми се представят по двойки, в зародишните клетки те не са сдвоени. Единичен набор от хромозоми в зародишните клетки се нарича хаплоиден (n), набор от хромозоми в соматични клетки е диплоиден (2n). Хромозомите на различните организми се различават по размер и форма.

Диплоиден набор от хромозоми на клетки от определен тип жив организъм, характеризиращ се с броя, размера и формата на хромозомите, се нарича кариотип. В хромозомния набор от соматични клетки сдвоените хромозоми се наричат \u200b\u200bхомоложни, хромозомите от различни двойки - нехомологични. Хомоложните хромозоми са еднакви по размер, форма, състав (едната е наследена от майчиния организъм, другата от бащиния организъм). Хромозомите в кариотипа също се разделят на автозоми или неполови хромозоми, които са еднакви при мъжете и жените, и хетерохромозоми или полови хромозоми, участващи в определянето на пола и се различават при мъжете и жените. Човешкият кариотип е представен от 46 хромозоми (23 двойки): 44 автозоми и 2 полови хромозоми (женската има две еднакви X хромозоми, мъжката има X и Y хромозоми).

Ядрото извършва съхранение и внедряване на генетична информация, контрол на процеса на биосинтез на протеини, а чрез протеини - всички други жизненоважни процеси. Ядрото участва в репликацията и разпространението на наследствената информация между дъщерните клетки и следователно в регулирането на клетъчното делене и процесите на развитие на тялото.

Клетъчните форми са много разнообразни. В едноклетъчните организми всяка клетка е отделен организъм. Неговата форма и структурни особености са свързани с условията на околната среда, в които живее тази едноклетъчна, с нейния начин на живот.

Разлики в клетъчната структура

Тялото на всяко многоклетъчно животно и растение е съставено от различни по външен вид клетки, което е свързано с техните функции. Така че при животните човек може веднага да различи нервна клетка от мускулна или епителна клетка (епителна-покривна тъкан). При растенията структурата на клетката на листа, стъбло и др. Не е еднаква.
Размерът на клетките е също толкова променлив. Най-малките от тях (някои) не надвишават 0,5 микрона. Размерът на клетките на многоклетъчните организми варира от няколко микрометра (диаметърът на човешките левкоцити е 3-4 микрона, диаметърът на еритроцитите е 8 микрона) до огромни размери (процеси на една човешка нервна клетка е с дължина повече от 1 м). В повечето растителни и животински клетки диаметърът им варира от 10 до 100 микрона.
Въпреки разнообразието на структурата на формите и размерите, всички живи клетки на всеки организъм са сходни в много аспекти на вътрешната си структура. Клетка - сложна интегрална физиологична система, в която се извършват всички основни жизнени процеси: енергия, раздразнителност, растеж и самовъзпроизвеждане.

Основните компоненти в структурата на клетката

Основните общи компоненти на клетката са външната мембрана, цитоплазмата и ядрото. Клетката може да живее и да функционира нормално само в присъствието на всички тези компоненти, които тясно взаимодействат помежду си и с околната среда.

Рисуване. 2. Клетъчна структура: 1 - ядро, 2 - ядро, 3 - ядрена мембрана, 4 - цитоплазма, 5 - апарат на Голджи, 6 - митохондрии, 7 - лизозоми, 8-ендоплазмен ретикулум, 9 - рибозоми, 10 - клетъчна мембрана

Структурата на външната мембрана.Това е тънка (с дебелина около 7,5 nm2) трислойна клетъчна обвивка, видима само в електронен микроскоп. Двата външни слоя на мембраната са съставени от протеини, а средният е образуван от вещества, подобни на мазнини. Мембраната има много малки пори, поради което лесно пропуска едни вещества и задържа други. Мембраната участва във фагоцитоза (улавяне на твърди частици от клетката) и в пиноцитоза (улавяне на течни капчици с разтворени в нея вещества от клетката). По този начин мембраната запазва целостта на клетката и регулира потока на вещества от околната среда в клетката и от клетката в нейната среда.
На вътрешната си повърхност мембраната образува инвагинации и разклонения, които проникват дълбоко в клетката. Чрез тях външната мембрана е свързана с мембраната на ядрото. От друга страна, мембраните на съседните клетки, образувайки взаимно съседни инвагинации и гънки, свързват много тясно и надеждно клетките в многоклетъчни тъкани.

Цитоплазма е сложна колоидна система. Неговата структура: прозрачен полутечен разтвор и структурни образувания. Общите за всички клетки структурни образувания на цитоплазмата са: митохондрии, ендоплазмен ретикулум, комплекс на Голджи и рибозоми (Фигура 2). Всички те, заедно с ядрото, са центрове на определени биохимични процеси в агрегата, образуващ се в клетката. Тези процеси са изключително разнообразни и протичат едновременно в микроскопски малък обем на клетката. Това е свързано с обща характеристика на вътрешната структура на всички структурни елементи на клетката: въпреки малкия си размер, те имат голяма повърхност, върху която са разположени биологични катализатори (ензими) и се извършват различни биохимични реакции.

Митохондрии(Фиг. 2, 6) - енергийните центрове на клетката. Това са много малки, но добре видими в светлина микроскоп тела (дължина 0,2-7,0 микрона). Те се намират в цитоплазмата и се различават значително по форма и брой в различните клетки. Съдържанието на течност в митохондриите е затворено в две трислойни мембрани, всяка от които има същата структура като външната мембрана на клетката. Вътрешната обвивка на митохондрията образува множество инвагинации и непълни прегради вътре в тялото на митохондриите (Фигура 3). Тези инвагинации се наричат \u200b\u200bкристали. Благодарение на тях с малък обем се постига рязко увеличаване на повърхностите, върху които се извършват биохимични реакции, и сред тях, преди всичко, реакциите на натрупване и освобождаване на енергия чрез ензимното превръщане на аденозин дифосфорната киселина в аденозин трифосфорна киселина и обратно.

Рисуване. 3. Схема на структурата на митохондриите: 1 - външна обвивка. 2 - вътрешна обвивка, 3 - черупкови хребети, насочени вътре в митохондриите

Ендоплазмения ретикулум(Фиг. 2, 8) е многоразклонна инвагинация на външната мембрана на клетката. Мембраните на ендоплазмения ретикулум обикновено са подредени по двойки и между тях се образуват каналчета, които могат да се разширят в по-големи кухини, пълни с биосинтетични продукти. Около ядрото мембраните, които изграждат ендоплазмения ретикулум, преминават директно във външната мембрана на ядрото. По този начин ендоплазменият ретикулум свързва всички части на клетката заедно. В светлинен микроскоп, когато се изследва структурата на клетката, ендоплазменият ретикулум не се вижда.

Разграничава се структурата на клетката груб и гладка ендоплазмения ретикулум. Грубият ендоплазмен ретикулум е гъсто заобиколен от рибозоми, където се получава синтез на протеин. Гладкият ендоплазмен ретикулум е лишен от рибозоми и в него се извършва синтез на мазнини и въглехидрати. Чрез тубулите на ендоплазмения ретикулум се извършва вътреклетъчен обмен на вещества, синтезирани в различни части на клетката, както и обмен между клетките. В същото време ендоплазменият ретикулум като по-плътна структурна формация изпълнява функцията на клетъчния скелет, придавайки определена стабилност на неговата форма.

Рибозоми(Фиг. 2, 9) са разположени както в цитоплазмата на клетката, така и в нейното ядро. Това са най-малките зърна с диаметър около 15-20 мм, което ги прави невидими в светлинен микроскоп. В цитоплазмата по-голямата част от рибозомите се концентрира върху повърхността на тубулите на грапавия ендоплазмен ретикулум. Функцията на рибозомите е най-важният процес за живота на клетката и организма като цяло - в синтеза на протеини.

Комплекс Голджи (Фиг. 2, 5) първоначално е открит само в животински клетки. Подобни структури обаче напоследък са открити в растителните клетки. Структурата на структурата на комплекса на Голджи е близка до структурните образувания на ендоплазмения ретикулум: това са тубули, кухини и везикули с различна форма, образувани от трислойни мембрани. В допълнение, комплексът на Голджи включва доста големи вакуоли. Те натрупват някои синтезни продукти, предимно ензими и хормони. В определени периоди от живота на клетката тези запазени вещества могат да бъдат отстранени от дадена клетка чрез ендоплазматичния ретикулум и участват в метаболитните процеси на тялото като цяло.

Клетъчен център - образование, засега описано само в клетките на животните и долните растения. Състои се от две центриол, структурата на всеки от които е цилиндър с размер до 1 μm. Центриолите играят важна роля в митотичното клетъчно делене. В допълнение към описаните постоянни структурни образувания, периодично се появяват определени включвания в цитоплазмата на различни клетки. Това са капчици мазнини, нишестени зърна, кристали на протеини от специална форма (алевронови зърна) и др. Такива включвания се намират в големи количества в клетките на складовите тъкани. В клетките на други тъкани обаче такива включвания могат да съществуват като временен резерв от хранителни вещества.

Ядро (Фигура 2, 1), подобно на цитоплазмата с външна мембрана, е незаменим компонент на по-голямата част от клетките. Само при някои бактерии при изследване на структурата на техните клетки не беше възможно да се идентифицира структурно образувано ядро, но всички химични вещества, присъщи на ядрата на други организми, бяха открити в техните клетки. В някои специализирани клетки няма ядра, които са загубили способността си да се делят (еритроцити на бозайници, ситови тръби от растителен флоем). От друга страна, има многоядрени клетки. Ядрото играе много важна роля в синтеза на протеин-ензими, в предаването на наследствена информация от поколение на поколение, в процесите на индивидуално развитие на организма.

Ядрото на неразделяща се клетка има ядрена обвивка. Състои се от две трислойни мембрани. Външната мембрана е свързана чрез ендоплазмения ретикулум с клетъчната мембрана. Чрез цялата тази система се извършва постоянен обмен на вещества между цитоплазмата, ядрото и околната среда, заобикаляща клетката. Освен това в мембраната на ядрото има пори, през които се осъществява и връзката на ядрото с цитоплазмата. Вътре ядрото е изпълнено с ядрен сок, който съдържа бучки хроматин, нуклеоли и рибозоми. Хроматинът се образува от протеин и ДНК. Това е материалният субстрат, който преди клетъчното делене се формира в хромозоми, видими в светлинен микроскоп.

Хромозоми - постоянни по брой и форма на образование, еднакви за всички организми от даден вид. Функциите на ядрото, изброени по-горе, са свързани преди всичко с хромозомите или по-точно с ДНК, която е част от тях.

Нуклеол(Фигура 2.2) в количество едно или повече присъства в ядрото на неразделяща се клетка и е ясно видимо в светлинна микропластика. В момента на клетъчното делене той изчезва. Съвсем наскоро беше изяснена огромната роля на ядрото: в него се образуват рибозоми, които след това навлизат в цитоплазмата от ядрото и там осъществяват синтеза на протеини.

Всичко казано се отнася еднакво за животинските клетки и растителните клетки. Във връзка със спецификата на метаболизма, растежа и развитието на растенията и животните в структурата на клетките и на двете, има допълнителни структурни характеристики, които отличават растителните клетки от животинските клетки. Прочетете повече за това в разделите "Ботаника" и "Зоология"; тук ще отбележим само най-общите разлики.

Животинските клетки, в допълнение към изброените компоненти, имат специални образувания в структурата на клетката - лизозоми... Това са ултрамикроскопични цитоплазмени мехурчета, пълни с течни храносмилателни ензими. Лизозомите имат функцията да разграждат хранителните вещества до по-прости химикали. Има някои индикации, че лизозомите се намират и в растителните клетки.
Най-характерните структурни елементи на растителните клетки (с изключение на тези общи, които са присъщи на всички клетки) - пластиди... Те съществуват в три форми: зелени хлоропласти, червено-оранжево-жълти
хромопласти и безцветни левкопласти... Левкопластите при определени условия могат да се превърнат в хлоропласти (озеленяване на картофена грудка), а хлоропластите от своя страна могат да се превърнат в хромопласти (есенно пожълтяване на листата).

Рисуване. 4. Схема на структурата на хлоропласта: 1 - обвивката на хлоропласта, 2 - групи плочи, в които протича процесът на фотосинтеза

Хлоропласти (Фигура 4) представлява "фабрика" за първичен синтез на органични вещества от неорганични, използващи слънчева енергия. Това са малки тела с доста разнообразна форма, винаги зелени на цвят поради наличието на хлорофил. Структурата на хлоропластите в клетката: те имат вътрешна структура, която осигурява максимално развитие на свободните повърхности. Тези повърхности са създадени от множество тънки пластини, чиито натрупвания са разположени вътре в хлоропласта.
От повърхността хлоропластът, подобно на други структурни елементи на цитоплазмата, е покрит с двойна мембрана. Всеки от тях от своя страна е трислоен, като външната мембрана на клетката.

Клетките на нашето тяло са разнообразни по структура и функция. Клетките на кръвта, костите, нервната, мускулната и други тъкани се различават значително външно и вътрешно. В същото време почти всички от тях имат общи черти, характерни за животинските клетки.

Мембранна организация на клетката

Структурата на човешката клетка се основава на мембрана. Тя, подобно на конструктор, образува мембранните органели на клетката и ядрената обвивка, а също така ограничава целия обем на клетката.

Мембраната е изградена от двоен слой липиди. От външната страна на клетката белтъчните молекули са подредени мозаично върху липидите.

Селективната пропускливост е основното свойство на мембраната. Това означава, че някои вещества са проникнати от мембраната, докато други не.

Фигура: 1. Схема на структурата на цитоплазматичната мембрана.

Функции на цитоплазмената мембрана:

• защитен;
• регулиране на метаболизма между клетката и външната среда;
• поддържане на формата на клетките.

Цитоплазма

Цитоплазмата е течната среда на клетката. Органелите и включванията се намират в цитоплазмата.

ТОП-4 статиикоито четат заедно с това

Цитоплазмени функции:

• воден резервоар за химични реакции;
• обединява всички части на клетката и осигурява взаимодействие между тях.

Фигура: 2. Диаграма на структурата на човешка клетка.

Органели

• Ендоплазматичен ретикулум (EPS)

Системата от канали, които проникват в цитоплазмата. Участва в метаболизма на протеини и липиди.

• апарат на Голджи

Разположен около ядрото, той прилича на плоски резервоари. Функция: трансфер, сортиране и натрупване на протеини, липиди и полизахариди, както и образуването на лизозоми.

• Лизозоми

Приличат на мехурчета. Те съдържат храносмилателни ензими и изпълняват защитни и храносмилателни функции.

• Митохондрии

АТФ се синтезира, вещество, което е източник на енергия.

• Рибозоми

Извършва се синтез на протеини.

• Ядро

Главни компоненти:

• ядрена мембрана;
• ядро;
• кариоплазма;
• хромозоми.

Ядрената мембрана отделя ядрото от цитоплазмата. Ядреният сок (кариоплазма) е течната вътрешна среда на ядрото.

Броят на хромозомите по никакъв начин не показва нивото на организация на даден вид. И така, човек има 46 хромозоми, шимпанзе има 48, куче има 78, пуйка има 82, заек има 44 и котка има 38.

Функции на ядрото:

• запазване на наследствената информация за клетката;
• прехвърляне на наследствена информация в дъщерни клетки по време на разделяне;
• реализиране на наследствена информация чрез синтеза на протеини, характерни за тази клетка.

Органели със специално предназначение

Това са органели, които не са характерни за всички човешки клетки, а за клетките на отделни тъкани или групи клетки. Например:

• флагела от мъжки зародишни клетки осигуряване на движението им;
• миофибрили на мускулни клетки осигуряване на тяхното намаляване;
• неврофибрили на нервните клетки - нишки, които осигуряват предаването на нервен импулс;
• фоторецептори очи и т.н.

Включения

Включенията са различни вещества, които временно или постоянно се намират в клетката. То:

• пигментни включвания този придаващ цвят, (например меланин - кафяв пигмент, който предпазва от ултравиолетовите лъчи);
• трофични включвания , които са енергийни резерви;
• секреторни включвания разположени в клетките на жлезите;
• отделителни включвания например капки пот в клетките на потните жлези.

Фигура: 3. Клетки от различни човешки тъкани.

Клетките на човешкото тяло се умножават чрез деление.

Какво научихме?

Структурата и функциите на човешките клетки са подобни на тези на животинските клетки. Те са изградени според общия принцип и съдържат едни и същи компоненти. Структурата на клетките в различните тъкани е много особена. Някои от тях имат специални органели.

Тест по тема

Оценка на доклада

Среден рейтинг: четири. Общо получени оценки: 671.