Structura celulară de masă a corpului. Structura celulei umane, diviziunea și aspectul celular, descriere cu imagini pentru copii. Organizarea membranară a celulei

Toate ființele și organismele vii nu sunt formate din celule: plante, ciuperci, bacterii, animale, oameni. În ciuda dimensiunii sale minime, toate funcțiile întregului organism sunt îndeplinite de celulă. În interiorul acestuia au loc procese complexe, de care depind vitalitatea corpului și funcționarea organelor sale.

In contact cu

Caracteristici structurale

Oamenii de știință studiază caracteristicile structurale ale celuleiși principiile activității sale. O examinare detaliată a caracteristicilor structurale ale unei celule este posibilă numai cu ajutorul unui microscop puternic.

Toate țesuturile noastre - piele, oase, organe interne constau din celule care sunt material de construcții, vin în diferite forme și dimensiuni, fiecare soi îndeplinește o funcție specifică, dar principalele caracteristici ale structurii lor sunt similare.

Mai întâi să aflăm ce se află în spatele lui organizarea structurală a celulelor. În cursul cercetărilor lor, oamenii de știință au descoperit că fundația celulară este principiul membranei. Se dovedește că toate celulele sunt formate din membrane, care constau dintr-un strat dublu de fosfolipide, în care moleculele de proteine ​​sunt scufundate în exterior și în interior.

Ce proprietate este caracteristică tuturor tipurilor de celule: aceeași structură, precum și funcționalitate - reglarea procesului metabolic, utilizarea propriului material genetic (prezența și ARN), primirea și consumul de energie.

Organizarea structurală a celulei se bazează pe următoarele elemente care îndeplinesc o funcție specifică:

• membrană- membrana celulara, formata din grasimi si proteine. Sarcina sa principală este de a separa substanțele din interior de mediul extern. Structura este semipermeabilă: poate transmite și monoxid de carbon;
• miez– regiunea centrală și componenta principală, separate de alte elemente printr-o membrană. În interiorul nucleului există informații despre creștere și dezvoltare, material genetic, prezentat sub formă de molecule de ADN care alcătuiesc compoziția;
• citoplasmă- aceasta este o substanta lichida care formeaza mediul intern in care au loc diverse procese vitale si contine multe componente importante.

În ce constă conținutul celular, care sunt funcțiile citoplasmei și componentele sale principale:

1. Ribozom- cel mai important organel care este necesar pentru procesele de biosinteză a proteinelor din aminoacizi; proteinele îndeplinesc un număr mare de sarcini vitale.
2. Mitocondriile- o altă componentă situată în interiorul citoplasmei. Poate fi descris într-o singură frază - o sursă de energie. Funcția lor este de a furniza componentelor energie pentru producția ulterioară de energie.
3. aparate Golgi constă din 5 - 8 pungi care sunt conectate între ele. Sarcina principală a acestui aparat este de a transfera proteine ​​în alte părți ale celulei pentru a oferi potențial energetic.
4. Elementele deteriorate sunt curățate lizozomi.
5. Se ocupă de transport reticul endoplasmatic, prin care proteinele mișcă molecule de substanțe utile.
6. Centrioli sunt responsabili de reproducere.

Miez

Deoarece este un centru celular, trebuie acordată o atenție deosebită structurii și funcțiilor sale. Această componentă este cel mai important element pentru toate celulele: conține caracteristici ereditare. Fără nucleu, procesele de reproducere și transmitere a informațiilor genetice ar deveni imposibile. Priviți imaginea care prezintă structura nucleului.

• Membrana nucleară, care este evidențiată în liliac, lasă să intre substanțele necesare și le eliberează înapoi prin pori - mici găuri.
• Plasma este o substanță vâscoasă și conține toate celelalte componente nucleare.
• miezul este situat chiar în centru și are forma unei sfere. Funcția sa principală este formarea de noi ribozomi.
• Dacă te uiți la partea centrală a celulei în secțiune transversală, poți vedea țesături subtile de culoare albastră - cromatina, substanța principală, care constă dintr-un complex de proteine ​​și fire lungi de ADN care poartă informațiile necesare.

Membrana celulara

Să aruncăm o privire mai atentă asupra lucrării, structurii și funcțiilor acestei componente. Mai jos este un tabel care arată clar importanța carcasei exterioare.

Cloroplaste

Aceasta este o altă componentă cea mai importantă. Dar de ce nu au fost menționate cloroplastele mai devreme, vă întrebați? Da, pentru că această componentă se găsește doar în celulele vegetale. Principala diferență dintre animale și plante este metoda de nutriție: la animale este heterotrof, iar la plante este autotrof. Aceasta înseamnă că animalele nu sunt capabile să creeze, adică să sintetizeze substanțe organice din cele anorganice - se hrănesc cu substanțe organice gata preparate. Plantele, dimpotrivă, sunt capabile să efectueze procesul de fotosinteză și conțin componente speciale - cloroplaste. Acestea sunt plastide verzi care conțin substanța clorofilă. Cu participarea sa, energia luminii este transformată în energia legăturilor chimice ale substanțelor organice.

Interesant! Cloroplastele sunt concentrate în cantități mari în principal în părțile supraterane ale plantelor - fructe și frunze verzi.

Dacă vi se pune întrebarea: numiți o caracteristică importantă a structurii compușilor organici ai unei celule, atunci răspunsul poate fi dat după cum urmează.

• multe dintre ele conțin atomi de carbon, care au proprietăți chimice și fizice diferite și sunt, de asemenea, capabile să se combine între ele;
• sunt purtători, participanți activi la diferite procese care au loc în organisme sau sunt produsele lor. Aceasta se referă la hormoni, diverse enzime, vitamine;
• poate forma lanțuri și inele, ceea ce asigură o varietate de conexiuni;
• sunt distruse atunci când sunt încălzite și interacționează cu oxigenul;
• atomii din molecule sunt combinați între ei folosind legături covalente, nu se descompun în ioni și, prin urmare, interacționează lent, reacțiile dintre substanțe durează foarte mult - câteva ore și chiar zile.

Structura cloroplastului

Țesături

Celulele pot exista una câte una, ca în organismele unicelulare, dar cel mai adesea se combină în grupuri de felul lor și formează diferite structuri de țesut care alcătuiesc organismul. Există mai multe tipuri de țesuturi în corpul uman:

• epitelială– concentrat pe suprafața pielii, organelor, elementelor tractului digestiv și sistemului respirator;
• muscular— ne mișcăm datorită contracției mușchilor corpului nostru, efectuăm o varietate de mișcări: de la cea mai simplă mișcare a degetului mic până la alergare de mare viteză. Apropo, bătăile inimii apar și din cauza contracției țesutului muscular;
• țesut conjunctiv reprezintă până la 80 la sută din masa tuturor organelor și joacă un rol protector și de susținere;
• agitat- formează fibre nervoase. Datorită acesteia, prin corp trec diverse impulsuri.

Procesul de reproducere

De-a lungul vieții unui organism, apare mitoza - acesta este numele dat procesului de divizare. constând din patru etape:

1. Profaza. Cei doi centrioli ai celulei se divid și se mișcă în direcții opuse. În același timp, cromozomii formează perechi, iar învelișul nuclear începe să se prăbușească.
2. A doua etapă se numește metafaze. Cromozomii sunt localizați între centrioli și, treptat, învelișul exterior al nucleului dispare complet.
3. Anafaza este a treia etapă, în timpul căreia centriolii continuă să se miște în direcția opusă unul față de celălalt, iar cromozomii individuali urmează, de asemenea, centriolii și se îndepărtează unul de celălalt. Citoplasma și întreaga celulă încep să se micșoreze.
4. Telofază- stadiu final. Citoplasma se contractă până când apar două celule noi identice. În jurul cromozomilor se formează o nouă membrană și în fiecare celulă nouă apare câte o pereche de centrioli.

Concluzie

Ați învățat care este structura unei celule - cea mai importantă componentă a corpului. Miliarde de celule alcătuiesc un sistem uimitor de înțelept organizat, care asigură performanța și activitatea vitală a tuturor reprezentanților lumii animale și vegetale.

Omul, ca toate ființele vii, este format din celule interconectate prin structuri de legătură.
Celulele în sine se comportă ca niște ființe vii, deoarece îndeplinesc aceleași funcții vitale ca și organismele multicelulare: mănâncă pentru a-și susține existența, folosesc oxigenul pentru energie, răspund la anumiți stimuli și au capacitatea de a se reproduce.

Lizozomi- organele responsabile cu digestia substanţelor care intră în citoplasmă.

Ribozomi- organele care sintetizează proteine ​​din molecule de aminoacizi.

Membrană celulară sau citoplasmatică– structură semipermeabilă care înconjoară celula. Asigură comunicarea între celulă și mediul extracelular.

Citoplasma- o substanta care umple intreaga celula si contine toate corpurile celulare, inclusiv nucleul.

Microvilli– pliuri și umflături ale membranei citoplasmatice, asigurând trecerea substanțelor prin aceasta.

Centrozom– participă la mitoză sau diviziunea celulară.

Centrioli– părțile centrale ale centrozomului.

Vacuole- vezicule mici din citoplasmă umplute cu lichid celular.

Miez– una dintre componentele fundamentale ale celulei, întrucât nucleul este purtător de caracteristici ereditare și influențează reproducerea și transmiterea eredității biologice.

Plic nuclear– o membrană poroasă care reglează trecerea substanțelor între nucleu și citoplasmă.

Nucleoli- organele sferice ale nucleului implicate în formarea ribozomilor.

Filamente intracelulare- organele conținute în citoplasmă.

Mitocondriile- organele care iau parte la un număr mare de reacții chimice, cum ar fi respirația celulară.

Cum obținem energie: catabolism și anabolism 21.11.03 Funcțiile nutriționale ale celulei sunt menite să ne furnizeze hrană și energie. 1 celulă + mitoză = 2 celule 21.11.03 Acest tip de formulă matematică este o modalitate ușoară de a reține importanța procesului de diviziune celulară necesar pentru Membrană celulară sau citoplasmatică 21.11.03 Membrana citoplasmatică (învelișul) este o structură subțire care separă conținutul celulei de mediu. Celule, țesuturi, organe, sisteme și dispozitive 21.11.03 Corpul uman este un compus de elemente care lucrează împreună pentru a îndeplini eficient toate funcțiile vitale. Experimentul lui Stanley L. Miller privind originea compușilor organici 18.11.03 Pământul s-a format acum aproximativ 5 miliarde de ani. Când suprafața sa a fost suficientă, cantități mari de cenușă și gaze (hidrogen, măsură) au erupt în atmosferă. Temperatura ridicată a contribuit la formarea norilor uriași, care De la părinți la copii datorită cromozomilor 21.11.03 Nucleul celular suferă diverse modificări atunci când celula începe să se divizeze: membrana și nucleolii dispar; în acel moment Mitocondriile 21.11.03 Mitocondriile sunt organite rotunde sau alungite distribuite pe tot parcursul citoplasmei Nucleul celular 21.11.03 Nucleul, unul în fiecare celulă umană, este componenta sa principală, deoarece este un organism

Compoziția chimică a organismelor vii

Compoziția chimică a organismelor vii poate fi exprimată în două forme: atomică și moleculară. Compoziția atomică (elementală) arată raportul dintre atomii elementelor incluse în organismele vii. Compoziția moleculară (materială) reflectă raportul dintre moleculele de substanțe.

Elementele chimice fac parte din celule sub formă de ioni și molecule de substanțe anorganice și organice. Cele mai importante substanțe anorganice din celulă sunt apa și sărurile minerale, cele mai importante substanțe organice sunt carbohidrații, lipidele, proteinele și acizii nucleici.

Apa este componenta predominantă a tuturor organismelor vii. Conținutul mediu de apă din celulele majorității organismelor vii este de aproximativ 70%.

Sărurile minerale dintr-o soluție celulară apoasă se disociază în cationi și anioni. Cei mai importanți cationi sunt K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anionii sunt Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.

Carbohidrați - compuși organici formați din una sau mai multe molecule de zaharuri simple. Conținutul de carbohidrați în celulele animale este de 1-5%, iar în unele celule vegetale ajunge la 70%.

Lipidele - grăsimi și compuși organici asemănători grăsimilor, practic insolubili în apă. Conținutul lor în diferite celule variază foarte mult: de la 2-3 la 50-90% în celulele semințelor de plante și țesutul adipos al animalelor.

Veverițe sunt heteropolimeri biologici ai căror monomeri sunt aminoacizi. Doar 20 de aminoacizi sunt implicați în formarea proteinelor. Ele sunt numite fundamentale sau de bază. Unii dintre aminoacizi nu sunt sintetizați la animale și la oameni și trebuie să fie furnizați din alimente vegetale (se numesc esențiali).

Acizi nucleici. Există două tipuri de acizi nucleici: ADN și ARN. Acizii nucleici sunt polimeri ai căror monomeri sunt nucleotide.

Structura celulară

Apariția teoriei celulare

• Robert Hooke a descoperit celule într-o secțiune de plută în 1665 și a folosit pentru prima dată termenul „celulă”.
• Anthony van Leeuwenhoek a descoperit organisme unicelulare.
• Matthias Schleiden în 1838 și Thomas Schwann în 1839 au formulat principiile de bază ale teoriei celulare. Cu toate acestea, ei au crezut în mod eronat că celulele provin dintr-o substanță necelulară primară.
• Rudolf Virchow a dovedit în 1858 că toate celulele sunt formate din alte celule prin diviziune celulară.

Principiile de bază ale teoriei celulare

1. Celula este unitatea structurală a tuturor viețuitoarelor. Toate organismele vii sunt formate din celule (cu excepția virusurilor).
2. Celula este unitatea funcțională a tuturor viețuitoarelor. Celula prezintă întregul complex de funcții vitale.
3. Celula este unitatea de dezvoltare a tuturor viețuitoarelor. Celulele noi se formează numai ca rezultat al diviziunii celulei originale (mamă).
4. Celula este unitatea genetică a tuturor viețuitoarelor. Cromozomii unei celule conțin informații despre dezvoltarea întregului organism.
5. Celulele tuturor organismelor sunt similare ca compoziție chimică, structură și funcții.

Tipuri de organizare celulară

Dintre organismele vii, doar virusurile nu au o structură celulară. Toate celelalte organisme sunt reprezentate de forme de viață celulare. Există două tipuri de organizare celulară: procariotă și eucariotă. Procariotele includ bacterii, eucariotele includ plante, ciuperci și animale.

Celulele procariote sunt relativ simple. Nu au nucleu, zona în care se află ADN-ul în citoplasmă se numește nucleoid, singura moleculă de ADN este circulară și nu este asociată cu proteine, celulele sunt mai mici decât celulele eucariote, peretele celular include o glicopeptidă - mureina, nu există organele membranare, funcțiile lor sunt îndeplinite prin invaginări ale membranei plasmatice, ribozomii sunt mici, Nu există microtubuli, deci citoplasma este nemișcată, iar cilii și flagelii au o structură specială.

Celulele eucariote au un nucleu în care se află cromozomii - molecule liniare de ADN asociate cu proteine; diferite organele membranare sunt localizate în citoplasmă.

Celulele vegetale se disting prin prezența unui perete celular gros de celuloză, a plastidelor și a unei vacuole centrale mari care deplasează nucleul la periferie. Centrul celular al plantelor superioare nu conține centrioli. Carbohidratul de stocare este amidonul.

Celulele fungice au un perete celular care conține chitină, o vacuolă centrală în citoplasmă și fără plastide. Doar unele ciuperci au un centriol în centrul celulei. Principalul carbohidrat de rezervă este glicogenul.

Celulele animale, de regulă, au un perete celular subțire, nu conțin plastide și o vacuola centrală; centrul celular este caracterizat de un centriol. Carbohidratul de stocare este glicogenul.

Structura unei celule eucariote

O celulă eucariotă tipică are trei componente: membrana, citoplasma și nucleul.

Membrana celulara

În exterior, celula este înconjurată de o membrană, a cărei bază este membrana plasmatică sau plasmalema, care are o structură tipică și o grosime de 7,5 nm.

Membrana celulară îndeplinește funcții importante și foarte diverse: determină și menține forma celulei; protejează celula de efectele mecanice ale pătrunderii agenților biologici dăunători; efectuează recepția multor semnale moleculare (de exemplu, hormoni); limitează conținutul intern al celulei; reglează metabolismul dintre celulă și mediu, asigurând constanța compoziției intracelulare; participă la formarea contactelor intercelulare și a diferitelor tipuri de proeminențe specifice ale citoplasmei (microvili, cili, flageli).

Componenta de carbon din membrana celulelor animale se numește glicocalix.

Schimbul de substante intre celula si mediul ei are loc constant. Mecanismele de transport al substanțelor în și din celulă depind de dimensiunea particulelor transportate. Moleculele mici și ionii sunt transportați de celulă direct prin membrană sub formă de transport activ și pasiv.

În funcție de tip și direcție, se disting endocitoza și exocitoza.

Absorbția și eliberarea particulelor solide și mari se numesc fagocitoză și, respectiv, fagocitoză inversă; particulele lichide sau dizolvate se numesc pinocitoză și pinocitoză inversă.

Citoplasma

Citoplasma este conținutul intern al celulei și constă din hialoplasmă și diferite structuri intracelulare situate în ea.

Hialoplasma (matricea) este o soluție apoasă de substanțe anorganice și organice care își pot modifica vâscozitatea și sunt în continuă mișcare. Capacitatea de a mișca sau curge citoplasma se numește cicloză.

Matricea este un mediu activ în care au loc multe procese fizice și chimice și care unește toate elementele celulei într-un singur sistem.

Structurile citoplasmatice ale celulei sunt reprezentate de incluziuni și organite. Incluziunile sunt relativ instabile, întâlnite în anumite tipuri de celule în anumite momente ale vieții, de exemplu, ca aport de nutrienți (boabe de amidon, proteine, picături de glicogen) sau produse care urmează să fie eliberate din celulă. Organelele sunt componente permanente și esențiale ale majorității celulelor, având o structură specifică și îndeplinind o funcție vitală.

Organelele membranare ale unei celule eucariote includ reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, mitocondriile, lizozomii și plastidele.

Reticulul endoplasmatic. Întreaga zonă internă a citoplasmei este umplută cu numeroase canale și cavități mici, ai căror pereți sunt membrane similare ca structură cu membrana plasmatică. Aceste canale se ramifică, se conectează între ele și formează o rețea numită reticul endoplasmatic.

Reticulul endoplasmatic este heterogen în structura sa. Există două tipuri cunoscute de el: granular și neted. Pe membranele canalelor și cavitățile rețelei granulare există multe corpuri rotunde mici - ribozomi, care conferă membranelor un aspect aspru. Membranele reticulului endoplasmatic neted nu poartă ribozomi pe suprafața lor.

Reticulul endoplasmatic îndeplinește multe funcții diverse. Funcția principală a reticulului endoplasmatic granular este participarea la sinteza proteinelor, care are loc în ribozomi.

Sinteza lipidelor și carbohidraților are loc pe membranele reticulului endoplasmatic neted. Toți acești produși de sinteză se acumulează în canale și cavități, iar apoi sunt transportați la diferite organite ale celulei, unde sunt consumați sau acumulați în citoplasmă ca incluziuni celulare. Reticulul endoplasmatic conectează principalele organite ale celulei.

aparate Golgi

În multe celule animale, cum ar fi celulele nervoase, acesta ia forma unei rețele complexe situate în jurul nucleului. În celulele plantelor și protozoarelor, aparatul Golgi este reprezentat de corpuri individuale în formă de seceră sau tijă. Structura acestui organel este similară în celulele organismelor vegetale și animale, în ciuda diversității formei sale.

Aparatul Golgi cuprinde: cavităţi delimitate de membrane şi situate în grupuri (5-10); bule mari și mici situate la capetele cavităților. Toate aceste elemente formează un singur complex.

Aparatul Golgi îndeplinește multe funcții importante. Produsele activității sintetice a celulei - proteine, carbohidrați și grăsimi - sunt transportate către aceasta prin canalele reticulului endoplasmatic. Toate aceste substanțe se acumulează mai întâi, apoi, sub formă de bule mari și mici, intră în citoplasmă și sunt fie folosite în celula însăși în timpul vieții sale, fie îndepărtate din ea și utilizate în organism. De exemplu, în celulele pancreasului mamiferelor se sintetizează enzimele digestive, care se acumulează în cavitățile organelului. Apoi se formează bule pline cu enzime. Ele sunt excretate din celule în canalul pancreatic, de unde curg în cavitatea intestinală. O altă funcție importantă a acestui organel este aceea că pe membranele sale are loc sinteza grăsimilor și carbohidraților (polizaharide), care sunt folosite în celulă și care fac parte din membrane. Datorită activității aparatului Golgi, are loc reînnoirea și creșterea membranei plasmatice.

Mitocondriile

Citoplasma majorității celulelor animale și vegetale conține corpuri mici (0,2-7 microni) - mitocondrii (greacă "mitos" - fir, "condrion" - cereale, granule).

Mitocondriile sunt clar vizibile într-un microscop cu lumină, cu ajutorul căruia le puteți examina forma, locația și le puteți număra numărul. Structura internă a mitocondriilor a fost studiată cu ajutorul unui microscop electronic. Învelișul mitocondrial este format din două membrane - exterioară și interioară. Membrana exterioară este netedă, nu formează cute sau excrescențe. Membrana interioară, dimpotrivă, formează numeroase pliuri care sunt direcționate în cavitatea mitocondrială. Pliurile membranei interioare se numesc cristae (latina „crista” - creasta, excrescentă). Numărul de crestae variază în mitocondriile diferitelor celule. Acestea pot fi de la câteva zeci până la câteva sute, în special multe crestae în mitocondriile celulelor care funcționează activ, cum ar fi celulele musculare.

Mitocondriile sunt numite „centrale electrice” ale celulelor deoarece funcția lor principală este sinteza acidului adenozin trifosforic (ATP). Acest acid este sintetizat în mitocondriile celulelor tuturor organismelor și este o sursă universală de energie necesară proceselor vitale ale celulei și ale întregului organism.

Noile mitocondrii se formează prin divizarea mitocondriilor deja existente în celulă.

Lizozomi

Sunt corpuri mici rotunde. Fiecare lizozom este separat de citoplasmă printr-o membrană. În interiorul lizozomului există enzime care descompun proteinele, grăsimile, carbohidrații și acizii nucleici.

Lizozomii se apropie de o particulă de hrană care a intrat în citoplasmă, se contopesc cu aceasta și se formează o vacuola digestivă, în interiorul căreia se află o particulă de hrană înconjurată de enzime lizozomi. Substanțele formate ca urmare a digestiei particulelor de alimente intră în citoplasmă și sunt folosite de celulă.

Deținând capacitatea de a digera activ nutrienții, lizozomii participă la îndepărtarea părților celulare, a celulelor întregi și a organelor care mor în timpul activității vitale. Formarea de noi lizozomi are loc constant în celulă. Enzimele conținute în lizozomi, ca orice alte proteine, sunt sintetizate pe ribozomi din citoplasmă. Aceste enzime călătoresc apoi prin reticulul endoplasmatic către aparatul Golgi, în cavitățile cărora se formează lizozomii. În această formă, lizozomii intră în citoplasmă.

Plastide

Plastidele se găsesc în citoplasma tuturor celulelor vegetale. Nu există plastide în celulele animale. Există trei tipuri principale de plastide: verzi - cloroplaste; roșu, portocaliu și galben - cromoplaste; incolore - leucoplaste.

Organelele care nu au o structură membranară sunt, de asemenea, necesare pentru majoritatea celulelor. Acestea includ ribozomi, microfilamente, microtubuli și centrul celular.

Ribozomi. Ribozomii se găsesc în celulele tuturor organismelor. Acestea sunt corpuri rotunde microscopice cu un diametru de 15-20 nm. Fiecare ribozom este format din două particule de dimensiuni inegale, mici și mari.

O celulă conține multe mii de ribozomi; aceștia sunt localizați fie pe membranele reticulului endoplasmatic granular, fie se află liber în citoplasmă. Ribozomii conțin proteine ​​și ARN. Funcția ribozomilor este sinteza proteinelor. Sinteza proteinelor este un proces complex care este realizat nu de un ribozom, ci de un întreg grup, inclusiv de până la câteva zeci de ribozomi uniți. Acest grup de ribozomi se numește polizom. Proteinele sintetizate se acumulează mai întâi în canalele și cavitățile reticulului endoplasmatic și apoi sunt transportate în organele și locurile celulare unde sunt consumate. Reticulul endoplasmatic și ribozomii localizați pe membranele sale reprezintă un singur aparat pentru biosinteza și transportul proteinelor.

Microtubuli și microfilamente

Structuri sub formă de fir constând din diferite proteine ​​contractile și care determină funcțiile motorii ale celulei. Microtubulii arată ca niște cilindri goale, ai căror pereți sunt formați din proteine ​​- tubuline. Microfilamentele sunt structuri foarte subțiri, lungi, asemănătoare firului, compuse din actină și miozină.

Microtubulii și microfilamentele pătrund în întreaga citoplasmă a celulei, formând citoscheletul acesteia, provocând cicloză, mișcări intracelulare ale organitelor, divergența cromozomilor în timpul diviziunii materialului nuclear etc.

Centru celular (centrozom). În celulele animale, în apropierea nucleului există un organel numit centru celular. Partea principală a centrului celular este formată din două corpuri mici - centrioli, situate într-o zonă mică de citoplasmă densificată. Fiecare centriol are forma unui cilindru cu lungimea de până la 1 µm. Centriolii joacă un rol important în diviziunea celulară; ei participă la formarea fusului de diviziune.

În procesul de evoluție, diferite celule s-au adaptat să trăiască în condiții diferite și să îndeplinească funcții specifice. Acest lucru a necesitat prezența unor organite speciale în ele, care sunt numite specializate, spre deosebire de organoizii de uz general discutați mai sus. Acestea includ vacuole contractile de protozoare, miofibrile din fibre musculare, neurofibrile și vezicule sinaptice ale celulelor nervoase, microvilozități ale celulelor epiteliale, cili și flageli ale unor protozoare.

Miez

Nucleul este cea mai importantă componentă a celulelor eucariote. Majoritatea celulelor au un singur nucleu, dar se găsesc și celule multinucleate (într-un număr de protozoare, în mușchii scheletici ai vertebratelor). Unele celule foarte specializate își pierd nucleele (globulele roșii de la mamifere, de exemplu).

Nucleul, de regulă, are o formă sferică sau ovală, mai rar poate fi segmentat sau fuziform. Nucleul este format dintr-un înveliș nuclear și carioplasmă care conține cromatina (cromozomi) și nucleoli.

Învelișul nuclear este format din două membrane (exterioară și interioară) și conține numeroși pori prin care sunt schimbate diferite substanțe între nucleu și citoplasmă.

Carioplasma (nucleoplasma) este o soluție asemănătoare jeleului care conține diverse proteine, nucleotide, ioni, precum și cromozomi și nucleol.

Nucleolul este un corp rotund mic, intens colorat și care se găsește în nucleele celulelor care nu se divizează. Funcția nucleolului este sinteza ARNr și legătura acestuia cu proteinele, adică. ansamblu de subunități ribozomale.

Cromatina este bulgări, granule și structuri filamentoase formate din molecule de ADN în complex cu proteine ​​care sunt colorate în mod specific cu anumiți coloranți. Secțiuni diferite de molecule de ADN din cromatina au grade diferite de elicoidalizare și, prin urmare, diferă în intensitatea culorii și natura activității genetice. Cromatina este o formă de existență a materialului genetic în celulele nedivizoare și oferă posibilitatea dublării și implementării informațiilor conținute în acesta. În timpul diviziunii celulare, spiralele ADN și structurile cromatinei formează cromozomi.

Cromozomii sunt structuri dense, intens colorate, care sunt unități de organizare morfologică a materialului genetic și asigură distribuția lui precisă în timpul diviziunii celulare.

Numărul de cromozomi din celulele fiecărei specii biologice este constant. De obicei, în nucleele celulelor corpului (somatice) cromozomii sunt prezentați în perechi, în celulele germinale nu sunt în perechi. Un singur set de cromozomi din celulele germinale se numește haploid (n), în timp ce un set de cromozomi din celulele somatice se numește diploid (2n). Cromozomii diferitelor organisme variază ca mărime și formă.

Un set diploid de cromozomi ai celulelor unui anumit tip de organism viu, caracterizat prin numărul, dimensiunea și forma cromozomilor, se numește cariotip. În setul de cromozomi de celule somatice, cromozomii perechi sunt numiți omologi, cromozomii din perechi diferite sunt numiți neomologi. Cromozomii omologi sunt identici ca mărime, formă și compoziție (unul este moștenit de la organismul matern, celălalt de la organismul patern). Cromozomii ca parte a unui cariotip sunt, de asemenea, împărțiți în autozomi sau cromozomi non-sexuali, care sunt la fel la bărbați și femei, și heterocromozomi sau cromozomi sexuali, care sunt implicați în determinarea sexului și diferă la bărbați și femei. Cariotipul uman este reprezentat de 46 de cromozomi (23 de perechi): 44 autozomi și 2 cromozomi sexuali (femele au doi cromozomi X identici, bărbații au cromozomi X și Y).

Nucleul stochează și implementează informații genetice, controlează procesul de biosinteză a proteinelor și, prin intermediul proteinelor, toate celelalte procese de viață. Nucleul este implicat în replicarea și distribuția informațiilor ereditare între celulele fiice și, în consecință, în reglarea diviziunii celulare și a proceselor de dezvoltare ale organismului.

Formele celulelor sunt foarte diverse. În organismele unicelulare, fiecare celulă este un organism separat. Forma și caracteristicile sale structurale sunt asociate cu condițiile de mediu în care trăiește acest organism unicelular, cu modul său de viață.

Diferențele în structura celulară

Corpul fiecărui animal și plante multicelulare este compus din celule care diferă ca aspect, ceea ce este asociat cu funcțiile lor. Astfel, la animale se poate distinge imediat o celulă nervoasă de o celulă musculară sau epitelială (țesut epiteliu-tegumentar). Plantele au structuri celulare diferite în frunze, tulpini etc.
Dimensiunile celulelor sunt la fel de variabile. Cele mai mici dintre ele (unele) nu depășesc 0,5 microni Dimensiunea celulelor organismelor multicelulare variază de la câțiva micrometri (diametrul leucocitelor umane este de 3-4 microni, diametrul globulelor roșii este de 8 microni) până la dimensiuni enorme. (procesele unei celule nervoase umane au mai mult de 1 m lungime). În majoritatea celulelor vegetale și animale, diametrul lor variază de la 10 la 100 de microni.
În ciuda diversității structurii, formelor și dimensiunilor, toate celulele vii ale oricărui organism sunt similare în multe caracteristici ale structurii lor interne. Celulă- un sistem fiziologic holistic complex în care se desfășoară toate procesele de bază ale vieții: energie, iritabilitate, creștere și auto-reproducere.

Componentele principale ale structurii celulare

Principalele componente comune ale unei celule sunt membrana exterioară, citoplasma și nucleul. O celulă poate trăi și funcționa normal doar în prezența tuturor acestor componente, care interacționează strâns între ele și cu mediul.

Desen. 2. Structura celulară: 1 - nucleu, 2 - nucleol, 3 - membrana nucleară, 4 - citoplasmă, 5 - aparat Golgi, 6 - mitocondrii, 7 - lizozomi, 8 - reticul endoplasmatic, 9 - ribozomi, 10 - membrana celulară

Structura membranei exterioare. Este o membrană celulară subțire (aproximativ 7,5 nm2 grosime) cu trei straturi, vizibilă doar la microscopul electronic. Cele două straturi exterioare ale membranei sunt formate din proteine, iar cel din mijloc este format din substanțe asemănătoare grăsimilor. Membrana are pori foarte mici, datorită cărora permite trecerea cu ușurință a unor substanțe și reține altele. Membrana participă la fagocitoză (celula captează particule solide) și pinocitoză (celula captează picături de lichid cu substanțe dizolvate în ea). Astfel, membrana menține integritatea celulei și reglează fluxul de substanțe din mediu în celulă și din celulă în mediul acesteia.
Pe suprafața sa interioară, membrana formează invaginări și ramuri care pătrund adânc în celulă. Prin ele, membrana exterioară este conectată la învelișul nucleului, pe de altă parte, membranele celulelor învecinate, formând invaginări și pliuri reciproc adiacente, conectează foarte strâns și fiabil celulele în țesuturi multicelulare.

Citoplasma este un sistem coloidal complex. Structura sa: soluție semi-lichidă transparentă și formațiuni structurale. Formațiunile structurale ale citoplasmei comune tuturor celulelor sunt: ​​mitocondriile, reticulul endoplasmatic, complexul Golgi și ribozomii (Figura 2). Toate, împreună cu nucleul, reprezintă centrele anumitor procese biochimice care alcătuiesc colectiv celula. Aceste procese sunt extrem de diverse și apar simultan într-un volum mic microscopic al celulei. Acest lucru este legat de caracteristica generală a structurii interne a tuturor elementelor structurale ale celulei: în ciuda dimensiunilor lor mici, au o suprafață mare pe care se află catalizatorii biologici (enzime) și se desfășoară diferite reacții biochimice.

Mitocondriile(Figura 2, 6) - centrii energetici ai celulei. Acestea sunt corpuri foarte mici, dar clar vizibile la microscopul luminos (lungime 0,2-7,0 microni). Ele se găsesc în citoplasmă și variază semnificativ în formă și număr în diferite celule. Conținutul lichid al mitocondriilor este închis în două membrane cu trei straturi, fiecare având aceeași structură ca membrana exterioară a celulei. Membrana interioară a mitocondriei formează numeroase invaginări și septuri incomplete în corpul mitocondriului (Figura 3). Aceste invaginări se numesc cristae. Datorită acestora, cu un volum mic, se realizează o creștere bruscă a suprafeței pe care au loc reacții biochimice, iar printre acestea, în primul rând, reacțiile de acumulare și eliberare de energie prin conversia enzimatică a acidului adenozin difosforic în acid adenozin trifosforic și invers.

Desen. 3. Schema structurii mitocondriilor: 1 - învelișul exterior. 2 - cochilie interioară, 3 - creste cochilie îndreptate în interiorul mitocondriilor

Reticulul endoplasmatic(Figura 2, 8) este o invaginare multi-ramificată a membranei celulare exterioare. Membranele reticulului endoplasmatic sunt de obicei aranjate în perechi, iar între ele se formează tubuli, care se pot extinde în cavități mai mari umplute cu produse de biosinteză. În jurul nucleului, membranele care alcătuiesc reticulul endoplasmatic trec direct în membrana exterioară a nucleului. Astfel, reticulul endoplasmatic conectează toate părțile celulei între ele. Într-un microscop cu lumină, atunci când se examinează structura unei celule, reticulul endoplasmatic nu este vizibil.

Structura celulei este împărțită în stare brutăȘi neted reticulul endoplasmatic. Reticulul endoplasmatic dur este înconjurat dens de ribozomi, unde are loc sinteza proteinelor. Reticulul endoplasmatic neted este lipsit de ribozomi și sintetizează grăsimi și carbohidrați. Tubulii reticulului endoplasmatic efectuează schimb intracelular de substanțe sintetizate în diferite părți ale celulei, precum și schimburi între celule. În același timp, reticulul endoplasmatic, ca formațiune structurală mai densă, servește ca schelet al celulei, dându-i formei o anumită stabilitate.

Ribozomi(Figura 2, 9) sunt localizate atât în ​​citoplasma celulei, cât și în nucleul acesteia. Acestea sunt boabe minuscule, cu un diametru de aproximativ 15-20 nm, ceea ce le face invizibile la microscopul optic. În citoplasmă, cea mai mare parte a ribozomilor este concentrată pe suprafața tubilor reticulului endoplasmatic aspru. Funcția ribozomilor este cel mai important proces pentru viața celulei și a organismului în ansamblu - sinteza proteinelor.

Complexul Golgi(Figura 2, 5) a fost găsit pentru prima dată numai în celulele animale. Cu toate acestea, recent au fost descoperite structuri similare în celulele vegetale. Structura complexului Golgi este apropiată de formațiunile structurale ale reticulului endoplasmatic: acestea sunt tubuli de diferite forme, cavități și vezicule formate din membrane cu trei straturi. În plus, complexul Golgi include vacuole destul de mari. Unele produse de sinteză se acumulează în ele, în primul rând enzime și hormoni. În anumite perioade ale vieții unei celule, aceste substanțe rezervate pot fi îndepărtate dintr-o celulă dată prin reticulul endoplasmatic și sunt implicate în procesele metabolice ale corpului în ansamblu.

Centrul celular- formarea, descrisă până acum doar în celulele animalelor și plantelor inferioare. Este format din două centrioli, structura fiecăruia dintre ele este un cilindru cu dimensiunea de până la 1 micron. Centriolii joacă un rol important în diviziunea celulară mitotică. Pe lângă formațiunile structurale permanente descrise, în citoplasma diferitelor celule apar periodic anumite incluziuni. Acestea sunt picături de grăsime, boabe de amidon, cristale de proteine ​​de formă specială (granule de aleurone), etc. Astfel de incluziuni se găsesc în cantități mari în celulele țesuturilor de depozitare. Cu toate acestea, în celulele altor țesuturi astfel de incluziuni pot exista ca rezervă temporară de nutrienți.

Miez(Figura 2, 1), ca și citoplasma cu membrana exterioară, este o componentă esențială a marii majorități a celulelor. Numai la unele bacterii, la examinarea structurii celulelor lor, nu a fost posibil să se identifice un nucleu format structural, dar în celulele lor au fost găsite toate substanțele chimice inerente nucleelor ​​altor organisme. În unele celule specializate nu există nuclei care și-au pierdut capacitatea de a se diviza (globule roșii ale mamiferelor, tuburi sită ale floemului vegetal). Pe de altă parte, există celule multinucleate. Nucleul joacă un rol foarte important în sinteza proteinelor enzimatice, în transmiterea informațiilor ereditare din generație în generație și în procesele de dezvoltare individuală a organismului.

Nucleul unei celule care nu se divide are o înveliș nuclear. Este format din două membrane cu trei straturi. Membrana exterioară este conectată prin reticulul endoplasmatic la membrana celulară. Prin tot acest sistem, există un schimb constant de substanțe între citoplasmă, nucleu și mediul care înconjoară celula. În plus, există pori în învelișul nuclear, prin care nucleul este, de asemenea, conectat la citoplasmă. În interior, nucleul este umplut cu suc nuclear, care conține aglomerări de cromatină, un nucleol și ribozomi. Cromatina este alcătuită din proteine ​​și ADN. Acesta este substratul material care, înainte de diviziunea celulară, se formează în cromozomi, vizibili la microscop cu lumină.

Cromozomii- formațiuni care sunt constante ca număr și formă, identice pentru toate organismele unei specii date. Funcțiile nucleului enumerate mai sus sunt asociate în primul rând cu cromozomii, sau mai precis, cu ADN-ul care face parte din ei.

Nucleol(Figura 2.2) este prezent în una sau mai multe cantități în nucleul unei celule nedivizoare și este clar vizibil la un microscop cu lumină. În momentul diviziunii celulare dispare. Recent, a fost elucidat rolul enorm al nucleolului: în el se formează ribozomi, care apoi intră în citoplasmă din nucleu și realizează acolo sinteza proteinelor.

Toate cele de mai sus se aplică în mod egal celulelor animale și celulelor vegetale. Datorită specificității metabolismului, creșterii și dezvoltării plantelor și animalelor, în structura celulelor ambelor există caracteristici structurale suplimentare care disting celulele vegetale de celulele animale. Mai multe informații despre aceasta sunt scrise în secțiunile „Botanică” și „Zoologie”; Aici notăm doar diferențele cele mai generale.

Celulele animale, pe lângă componentele enumerate, au formațiuni speciale în structura celulei - lizozomi. Acestea sunt vezicule ultramicroscopice din citoplasmă pline cu enzime digestive lichide. Lizozomii îndeplinesc funcția de a descompune substanțele alimentare în substanțe chimice mai simple. Există unele indicii că lizozomii se găsesc și în celulele vegetale.
Cele mai caracteristice elemente structurale ale celulelor vegetale (cu excepția celor comune care sunt inerente tuturor celulelor) - plastide. Ele există sub trei forme: cloroplaste verzi, roșu-portocaliu-galben
cromoplaste și incolore leucoplaste. În anumite condiții, leucoplastele se pot transforma în cloroplaste (înverzirea tuberculilor de cartofi), iar cloroplastele, la rândul lor, pot deveni cromoplaste (îngălbenirea de toamnă a frunzelor).

Desen. 4. Schema structurii unui cloroplast: 1 - înveliș de cloroplast, 2 - grupuri de plăci în care are loc procesul de fotosinteză

Cloroplaste(Figura 4) reprezintă o „fabrică” pentru sinteza primară a substanțelor organice din cele anorganice folosind energia solară. Acestea sunt corpuri mici de forme destul de variate, mereu verzi din cauza prezenței clorofilei. Structura cloroplastelor dintr-o celulă: au o structură internă care asigură dezvoltarea maximă a suprafețelor libere. Aceste suprafețe sunt create de numeroase plăci subțiri, ale căror grupuri sunt situate în interiorul cloroplastului.
La suprafață, cloroplasta, ca și alte elemente structurale ale citoplasmei, este acoperită cu o membrană dublă. Fiecare dintre ele, la rândul său, este cu trei straturi, ca membrana exterioară a celulei.

Celulele corpului nostru sunt diverse ca structură și funcție. Celulele din sânge, oase, nervoase, mușchi și alte țesuturi diferă foarte mult extern și intern. Cu toate acestea, aproape toate au trăsături comune caracteristice celulelor animale.

Organizarea membranară a celulei

Structura unei celule umane se bazează pe o membrană. Acesta, ca un constructor, formează organele membranare ale celulei și învelișul nuclear și, de asemenea, limitează întregul volum al celulei.

Membrana este construită dintr-un strat dublu de lipide. În exteriorul celulei, moleculele de proteine ​​sunt aranjate într-un model mozaic pe lipide.

Permeabilitatea selectivă este principala proprietate a membranei. Înseamnă că unele substanțe sunt trecute prin membrană, în timp ce altele nu.

Orez. 1. Schema structurii membranei citoplasmatice.

Funcțiile membranei citoplasmatice:

• de protecţie;
• reglarea metabolismului dintre celulă și mediul extern;
• menținerea formei celulei.

Citoplasma

Citoplasma este mediul lichid al celulei. Organelele și incluziunile sunt localizate în citoplasmă.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Funcțiile citoplasmei:

• rezervor de apă pentru reacții chimice;
• conectează toate părțile celulei și asigură interacțiunea dintre ele.

Orez. 2. Schema structurii unei celule umane.

Organoizi

• Reticulul endoplasmatic (RE)

Un sistem de canale care pătrund în citoplasmă. Participă la metabolismul proteinelor și lipidelor.

• aparate Golgi

Situat în jurul miezului, arată ca niște rezervoare plate. Funcție: transfer, sortare și acumulare de proteine, lipide și polizaharide, precum și formarea lizozomilor.

• Lizozomi

Arată ca niște bule. Conțin enzime digestive și îndeplinesc funcții de protecție și digestive.

• Mitocondriile

Ei sintetizează ATP, o substanță care este o sursă de energie.

• Ribozomi

Efectuați sinteza proteinelor.

• Miez

Componentele principale:

• membrana nucleara;
• nucleol;
• carioplasmă;
• cromozomii.

Membrana nucleară separă nucleul de citoplasmă. Sucul nuclear (carioplasma) este mediul intern lichid al nucleului.

Numărul de cromozomi nu indică în niciun fel nivelul de organizare al speciei. Astfel, oamenii au 46 de cromozomi, cimpanzeii au 48, câinii au 78, curcanii au 82, iepurii au 44, pisicile au 38.

Funcții kernel:

• păstrarea informațiilor ereditare despre celulă;
• transferul de informații ereditare către celulele fiice în timpul diviziunii;
• implementarea informaţiei ereditare prin sinteza proteinelor caracteristice acestei celule.

Organoizi cu scop special

Acestea sunt organite care sunt caracteristice nu tuturor celulelor umane, ci celulelor țesuturilor individuale sau grupurilor de celule. De exemplu:

• flagelul celulelor reproducătoare masculine , asigurând deplasarea acestora;
• miofibrilele celulelor musculare asigurarea reducerii acestora;
• neurofibrile ale celulelor nervoase - fire care asigură transmiterea impulsurilor nervoase;
• fotoreceptori ochi, etc.

Incluziuni

Incluziunile sunt diverse substanțe care sunt prezente temporar sau permanent în celulă. Acest:

• incluziuni pigmentare care conferă culoare (de exemplu, melanina este un pigment maro care protejează împotriva razelor ultraviolete);
• incluziuni trofice , care sunt o rezervă de energie;
• incluziuni secretoare localizat în celulele glandelor;
• incluziuni excretoare , de exemplu, picături de sudoare în celulele glandelor sudoripare.

Orez. 3. Celulele diferitelor țesuturi umane.

Celulele din corpul uman se reproduc prin diviziune.

Ce am învățat?

Structura și funcțiile celulelor umane sunt similare cu cele ale celulelor animale. Sunt construite pe un principiu general și conțin aceleași componente. Structura celulelor diferitelor țesuturi este foarte unică. Unele dintre ele au organite speciale.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Rata medie: 4 . Evaluări totale primite: 671.