Tipo di lezione: combinato.

Metodi: verbale, visivo, pratico, ricerca di problemi.

Obiettivi della lezione

Formativo: approfondire la conoscenza degli studenti sulla struttura delle cellule eucariotiche, insegnare loro ad applicarle in lezioni pratiche.

Sviluppo: migliorare le capacità degli studenti con cui lavorare materiale didattico; sviluppare il pensiero degli studenti offrendo compiti per confrontare cellule procariotiche ed eucariotiche, cellule vegetali e cellule animali, identificando caratteristiche simili e distintive.

Attrezzatura: poster “Struttura della membrana citoplasmatica”; carte da lavoro; dispensa (struttura di una cellula procariotica, una tipica cellula vegetale, struttura di una cellula animale).

Collegamenti interdisciplinari: botanica, zoologia, anatomia e fisiologia umana.

Piano di lezione

I. Momento organizzativo

Verifica della preparazione per la lezione.
Controllo dell'elenco degli studenti.
Comunicare l’argomento e gli obiettivi della lezione.

II. Imparare nuovo materiale

Divisione degli organismi in pro- ed eucarioti

Le cellule hanno forma estremamente varia: alcune sono rotonde, altre sembrano stelle con molti raggi, altre sono allungate, ecc. Anche le dimensioni delle cellule variano: da quelle più piccole, difficili da distinguere al microscopio ottico, a quelle perfettamente visibili a occhio nudo (ad esempio, le uova di pesce e di rane).

Anche qualsiasi uovo non fecondato, comprese le gigantesche uova di dinosauro fossilizzate conservate nei musei paleontologici, una volta era una cellula vivente. Tuttavia, se parliamo degli elementi principali struttura interna, tutte le cellule sono simili tra loro.

Procarioti (dal lat. pro- prima, prima, invece di e greco. Karion– nucleo) sono organismi le cui cellule non hanno un nucleo legato alla membrana, cioè tutti i batteri, compresi archeobatteri e cianobatteri. Numero totale Esistono circa 6000 specie di procarioti e tutta l'informazione genetica di una cellula procariotica (genoforo) è contenuta in un'unica molecola circolare di DNA. Mitocondri e cloroplasti sono assenti e le funzioni di respirazione o fotosintesi, che forniscono energia alla cellula, sono svolte dalla membrana plasmatica (Fig. 1). I procarioti si riproducono senza un processo sessuale pronunciato dividendosi in due. I procarioti sono in grado di svolgere una serie di processi fisiologici specifici: fissano l'azoto molecolare, effettuano la fermentazione dell'acido lattico, decompongono il legno e ossidano lo zolfo e il ferro.

Dopo una conversazione introduttiva, gli studenti riprendono la struttura di una cellula procariotica, confrontando le principali caratteristiche strutturali con i tipi di cellule eucariotiche (Fig. 1).

Eucarioti - Questo organismi superiori avente un nucleo ben definito, separato dal citoplasma da una membrana (cariomembrana). Gli eucarioti comprendono tutti gli animali e le piante superiori, nonché le alghe, i funghi e i protozoi unicellulari e multicellulari. Il DNA nucleare negli eucarioti è contenuto nei cromosomi. Gli eucarioti hanno organelli cellulari delimitati da membrane.

Differenze tra eucarioti e procarioti

– Gli eucarioti hanno un vero e proprio nucleo: l’apparato genetico della cellula eucariotica è protetto da una membrana simile alla membrana della cellula stessa.
– Gli organelli inclusi nel citoplasma sono circondati da una membrana.

Struttura delle cellule vegetali e animali

La cellula di qualsiasi organismo è un sistema. È costituito da tre parti interconnesse: guscio, nucleo e citoplasma.

Nei tuoi studi di botanica, zoologia e anatomia umana hai già acquisito familiarità con la struttura di vari tipi di cellule. Esaminiamo brevemente questo materiale.

Esercizio 1. Sulla base della Figura 2, determinare a quali organismi e tipi di tessuto corrispondono le cellule numerate da 1 a 12. Cosa determina la loro forma?

Struttura e funzioni degli organelli delle cellule vegetali e animali

Utilizzando le Figure 3 e 4, il Dizionario di biologia e il libro di testo, gli studenti completano una tabella che confronta le cellule animali e vegetali.

Tavolo. Struttura e funzioni degli organelli delle cellule vegetali e animali

Organelli cellulari	Struttura degli organelli	Funzione	Presenza di organelli nelle cellule
			impianti	animali
Cloroplasto	È un tipo di plastide	Colora le piante colore verde, in esso avviene la fotosintesi
Leucoplasto	Il guscio è costituito da due membrane elementari; interno, crescendo nello stroma, forma alcuni tilacoidi	Sintetizza e accumula amido, oli, proteine
Cromoplasto	Plastidi con colori giallo, arancione e rosso, il colore è dovuto ai pigmenti: i carotenoidi	Colore rosso, giallo delle foglie autunnali, dei frutti succosi, ecc.
	Occupa fino al 90% del volume di una cellula matura, piena di linfa cellulare	Mantenimento del turgore, accumulo di sostanze di riserva e prodotti metabolici, regolazione della pressione osmotica, ecc.
Microtubuli	Composto dalla proteina tubulina, situata vicino alla membrana plasmatica	Partecipano alla deposizione della cellulosa sulle pareti cellulari e al movimento di vari organelli nel citoplasma. Durante la divisione cellulare, i microtubuli costituiscono la base della struttura del fuso
Membrana plasmatica (PMM)	È costituito da un doppio strato lipidico penetrato da proteine ​​immerse a profondità variabili	Barriera, trasporto di sostanze, comunicazione tra cellule
EPR fluido	Sistema di tubi piatti e ramificati	Effettua la sintesi e il rilascio dei lipidi
EPR approssimativo	Ha preso il nome dai numerosi ribosomi situati sulla sua superficie.	Sintesi, accumulo e trasformazione delle proteine ​​per il rilascio dalla cellula all'esterno
	Circondato da una doppia membrana nucleare con pori. La membrana nucleare esterna forma una struttura continua con la membrana ER. Contiene uno o più nucleoli	Portatore di informazioni ereditarie, centro di regolazione dell'attività cellulare
Parete cellulare	È costituito da lunghe molecole di cellulosa disposte in fasci chiamati microfibrille	Cornice esterna, guscio protettivo
Plasmodesmi	Piccoli canali citoplasmatici che penetrano nelle pareti cellulari	Uniscono i protoplasti delle cellule vicine
Mitocondri		Sintesi di ATP (immagazzinamento di energia)
Apparato del Golgi	È costituito da una pila di sacche piatte chiamate cisterne o dictosomi	Sintesi dei polisaccaridi, formazione di CPM e lisosomi
Lisosomi		Digestione intracellulare
Ribosomi	Sono costituiti da due subunità disuguali - grandi e piccoli, in cui possono dissociarsi	Sito della biosintesi delle proteine
Citoplasma	È costituito da acqua con un gran numero di sostanze disciolte contenenti glucosio, proteine ​​e ioni	Ospita altri organelli cellulari e svolge tutti i processi del metabolismo cellulare.
Microfilamenti	Fibre costituite dalla proteina actina, solitamente disposte in fasci vicino alla superficie delle cellule	Partecipa alla motilità cellulare e al cambiamento di forma
Centrioli	Può far parte dell'apparato mitotico della cellula. Una cellula diploide contiene due coppie di centrioli	Partecipare al processo di divisione cellulare negli animali; nelle zoospore di alghe, muschi e protozoi formano corpi basali di ciglia
Microvilli	Protrusioni della membrana plasmatica	Aumentano la superficie esterna della cellula; i microvilli formano collettivamente il bordo cellulare

conclusioni

1. La parete cellulare, i plastidi e il vacuolo centrale sono peculiari delle cellule vegetali.
2. Lisosomi, centrioli, microvilli sono presenti principalmente solo nelle cellule degli organismi animali.
3. Tutti gli altri organelli sono caratteristici sia delle cellule vegetali che di quelle animali.

Struttura della membrana cellulare

La membrana cellulare si trova all'esterno della cellula, separando quest'ultima dall'ambiente esterno o interno del corpo. La sua base è il plasmalemma (membrana cellulare) e la componente carboidrato-proteica.

Funzioni della membrana cellulare:

– mantiene la forma della cellula e conferisce resistenza meccanica alla cellula e all’organismo nel suo insieme;
- protegge la cellula da danno meccanico e l'ingresso di composti nocivi in ​​esso;
– effettua il riconoscimento dei segnali molecolari;
– regola il metabolismo tra la cellula e l’ambiente;
– effettua l’interazione intercellulare in un organismo multicellulare.

Funzione della parete cellulare:

– rappresenta una cornice esterna – un guscio protettivo;
– provvede al trasporto di sostanze (acqua, sali, molte molecole passano attraverso la parete cellulare materia organica).

Lo strato esterno delle cellule animali, a differenza delle pareti cellulari delle piante, è molto sottile ed elastico. Non è visibile al microscopio ottico ed è costituito da una varietà di polisaccaridi e proteine. Strato superficiale vengono chiamate cellule animali glicocalice, svolge la funzione di collegamento diretto delle cellule animali con l'ambiente esterno, con tutte le sostanze che lo circondano, ma non svolge un ruolo di supporto.

Sotto il glicocalice della cellula animale e la parete cellulare della cellula vegetale si trova una membrana plasmatica che confina direttamente con il citoplasma. La membrana plasmatica è costituita da proteine ​​e lipidi. Sono disposti in modo ordinato a causa dei diversi interazioni chimiche insieme. Le molecole lipidiche nella membrana plasmatica sono disposte su due file e formano un doppio strato lipidico continuo. Le molecole proteiche non formano uno strato continuo; si trovano nello strato lipidico, immergendosi in esso a diverse profondità. Le molecole di proteine ​​e lipidi sono mobili.

Funzioni della membrana plasmatica:

– forma una barriera che separa il contenuto interno della cellula da ambiente esterno;
– provvede al trasporto di sostanze;
– fornisce la comunicazione tra le cellule nei tessuti degli organismi multicellulari.

Ingresso di sostanze nella cellula

La superficie della cellula non è continua. Nella membrana citoplasmatica ci sono numerosi piccoli fori - pori, attraverso i quali, con o senza l'aiuto di proteine ​​speciali, ioni e piccole molecole possono penetrare nella cellula. Inoltre, alcuni ioni e piccole molecole possono entrare nella cellula direttamente attraverso la membrana. L'ingresso degli ioni e delle molecole più importanti nella cellula non è una diffusione passiva, ma un trasporto attivo, che richiede dispendio energetico. Il trasporto delle sostanze è selettivo. Si chiama permeabilità selettiva della membrana cellulare semipermeabilità.

Di fagocitosi Grandi molecole di sostanze organiche, come proteine, polisaccaridi, particelle di cibo e batteri entrano nella cellula. La fagocitosi avviene con la partecipazione della membrana plasmatica. Nel punto in cui la superficie della cellula entra in contatto con una particella di una qualsiasi sostanza densa, la membrana si piega, forma una depressione e circonda la particella, che è immersa all'interno della cellula in una “capsula di membrana”. Si forma un vacuolo digestivo e al suo interno vengono digerite le sostanze organiche che entrano nella cellula.

Amebe, ciliati e leucociti di animali e esseri umani si nutrono mediante fagocitosi. I leucociti assorbono i batteri e una varietà di particelle solide che entrano accidentalmente nel corpo, proteggendolo così batteri patogeni. La parete cellulare di piante, batteri e alghe blu-verdi impedisce la fagocitosi, e quindi questa via di ingresso delle sostanze nella cellula non è realizzata in esse.

Attraverso la membrana plasmatica penetrano nella cellula anche gocce di liquido contenenti varie sostanze allo stato disciolto e sospeso: questo fenomeno è stato chiamato pinocitosi. Il processo di assorbimento dei liquidi è simile alla fagocitosi. Una goccia di liquido è immersa nel citoplasma in un “pacchetto di membrane”. Le sostanze organiche che entrano nella cellula insieme all'acqua iniziano a essere digerite sotto l'influenza degli enzimi contenuti nel citoplasma. La pinocitosi è molto diffusa in natura e viene effettuata dalle cellule di tutti gli animali.

III. Rafforzare il materiale appreso

Quali due grandi gruppi Tutti gli organismi sono divisi in base alla struttura del loro nucleo?
Quali organelli sono caratteristici solo delle cellule vegetali?
Quali organelli sono esclusivi delle cellule animali?
In cosa differisce la struttura della membrana cellulare delle piante e degli animali?
Quali sono i due modi in cui le sostanze entrano in una cellula?
Qual è il significato della fagocitosi per gli animali?

Organelli cellulari - organi cellulari persistenti, strutture che garantiscono l'attuazione di una serie di funzioni durante la vita della cellula: conservazione e trasmissione di informazioni genetiche, movimento, divisione, trasferimento di sostanze, sintesi e altri.

Agli organelli delle cellule eucariotiche include:

• cromosomi;
• ribosomi;
• mitocondri;
• membrana cellulare;
• microfilamenti;
• microtubuli;
• Complesso del Golgi;
• reticolo endoplasmatico;
• lisosomi.

Il nucleo è solitamente classificato anche come organello delle cellule eucariotiche. La caratteristica principale di una cellula vegetale è la presenza di plastidi.

Struttura di una cellula vegetale:

Tipicamente, una cellula vegetale include:

• membrana;
• citoplasma con organelli;
• involucro di cellulosa;
• vacuoli con linfa cellulare;
• nucleo.

Struttura di una cellula animale:

La struttura di una cellula animale è costituita da:

• citoplasma con organelli;
• nucleo con cromosomi;
• presenza di una membrana esterna.

Quale funzione svolgono gli organelli cellulari - tabella

Nome organoide	Struttura organoide	Funzioni dell'organoide
Reticolo endoplasmatico (RE)	Un sistema di strati piani che crea cavità e canali. Ne esistono di due tipi: lisci e granulari (ci sono i ribosomi).	1. Divide il citoplasma cellulare in spazi isolati per disconnettere la maggior parte delle reazioni parallele. 2. I carboidrati e i grassi sono sintetizzati sul RE liscio e le proteine ​​sono sintetizzate sul RE granulare. 3. Necessario per la consegna e la circolazione nutrienti all'interno della cella.
Mitocondri	Le dimensioni vanno da 1 a 7 micron. Il numero di mitocondri in una cellula può arrivare a decine di migliaia. Il guscio esterno dei mitocondri è dotato di una struttura a doppia membrana. La membrana esterna è liscia. Quello interno è costituito da escrescenze cruciformi con enzimi respiratori.	1. Fornire la sintesi di ATP. 2. Funzione energetica.
Membrana cellulare	Ha una struttura a tre strati. Contiene lipidi di tre classi: fosfolipidi, glicolipidi, colesterolo.	1. Mantenimento della struttura della membrana. 2. Movimento di varie molecole. 3. Permeabilità selettiva. 4. Ricevere e modificare i segnali dall'ambiente.
Nucleo	L'organello più grande, che è posto in un guscio di due membrane. Ha cromatina e contiene anche una struttura “nucleolo”.	1. Conservazione delle informazioni genetiche e loro trasferimento alle cellule figlie durante il processo di divisione. 2. I cromosomi contengono DNA. 3. I ribosomi si formano nel nucleolo. 4. Controllo dell'attività cellulare.
Ribosomi	Piccoli organelli che hanno forma sferica o ellissoidale. Il diametro è solitamente di 15-30 nanometri.	1. Fornire la sintesi proteica.
Citoplasma	L'ambiente interno di una cellula, che contiene il nucleo e altri organelli. La struttura è a grana fine, semiliquida.	1. Funzione di trasporto. 2. Necessario per l'interazione degli organelli. 2. Regola la velocità dei processi biochimici metabolici.
Lisosomi	Una normale sacca di membrana sferica piena di enzimi digestivi.	1. Varie funzioni, che sono associati alla disintegrazione di molecole o strutture.

Organelli cellulari - video

Organidi – componenti permanenti ed essenziali delle cellule; aree specializzate del citoplasma cellulare che hanno una struttura specifica e svolgono funzioni specifiche nella cellula. Esistono organoidi per scopi generali e speciali.

Gli organelli di uso generale sono presenti nella maggior parte delle cellule (reticolo endoplasmatico, mitocondri, plastidi, complesso del Golgi, lisosomi, vacuoli, centro cellulare, ribosomi). Gli organelli per scopi speciali sono caratteristici solo delle cellule specializzate (miofibrille, flagelli, ciglia, vacuoli contrattili e digestivi). Gli organelli (ad eccezione dei ribosomi e del centro cellulare) hanno una struttura a membrana.

Reticolo endoplasmatico (RE) – Si tratta di un sistema ramificato di cavità, tubi e canali interconnessi formati da membrane elementari e che penetrano l'intero spessore della cellula. Inaugurato nel 1943 da Porter. Soprattutto nelle cellule con metabolismo intenso ci sono molti canali del reticolo endoplasmatico. In media, il volume dell'EPS varia dal 30% al 50% del volume totale della cella. L'EPS è labile. Forma delle lacune e delle canne interne

pesci, le loro dimensioni, la posizione nella cella e la quantità cambiano nel corso della vita. La cellula è più sviluppata negli animali. Il RE è morfologicamente e funzionalmente connesso con lo strato limite del citoplasma, l'involucro nucleare, i ribosomi, il complesso del Golgi e i vacuoli, formando insieme ad essi un unico sistema funzionale e strutturale per il metabolismo, l'energia e il movimento delle sostanze all'interno della cellula . Mitocondri e plastidi si accumulano vicino al reticolo endoplasmatico.

Esistono due tipi di EPS: ruvido e liscio. Gli enzimi dei sistemi di sintesi dei grassi e dei carboidrati sono localizzati sulle membrane del RE liscio (agranulare): qui avviene la sintesi dei carboidrati e di quasi tutti i lipidi cellulari. Nelle cellule predominano le membrane della varietà liscia del reticolo endoplasmatico ghiandole sebacee, fegato (sintesi del glicogeno), in cellule con alto contenuto sostanze nutritive (semi di piante). I ribosomi si trovano sulla membrana dell'EPS ruvido (granulare), dove avviene la biosintesi proteica. Alcune delle proteine ​​​​da loro sintetizzate sono incluse nella membrana del reticolo endoplasmatico, il resto entra nel lume dei suoi canali, dove vengono convertite e trasportate al complesso del Golgi. Ci sono soprattutto molte membrane ruvide nelle cellule ghiandolari e nervose.

Riso. Reticolo endoplasmatico rugoso e liscio.

Riso. Trasporto di sostanze attraverso il sistema nucleo – reticolo endoplasmatico (RE) – complesso del Golgi.

Funzioni del reticolo endoplasmatico:

1) sintesi di proteine ​​(EPS ruvido), carboidrati e lipidi (EPS liscio);

2) trasporto di sostanze, sia entranti nella cellula che neo sintetizzate;

3) divisione del citoplasma in compartimenti (compartimenti), che garantisce la separazione spaziale dei sistemi enzimatici necessaria per il loro ingresso sequenziale nelle reazioni biochimiche.

Mitocondri – sono presenti in quasi tutti i tipi di cellule di organismi uni e multicellulari (ad eccezione degli eritrociti dei mammiferi). Il loro numero nelle diverse cellule varia e dipende dal livello di attività funzionale della cellula. Nella cellula del fegato di ratto ce ne sono circa 2500, e nella cellula riproduttiva maschile di alcuni molluschi ce ne sono 20-22. Ce ne sono di più nel muscolo pettorale degli uccelli in volo che nel muscolo pettorale degli uccelli incapaci di volare.

I mitocondri hanno la forma di corpi sferici, ovali e cilindrici. Le dimensioni sono 0,2 - 1,0 micron di diametro e fino a 5 - 7 micron di lunghezza.

Riso. Mitocondri.

La lunghezza delle forme filamentose raggiunge i 15-20 micron. All'esterno, i mitocondri sono delimitati da una membrana esterna liscia, simile nella composizione al plasmalemma. La membrana interna forma numerose escrescenze - creste - e contiene numerosi enzimi, ATP-some (corpi di funghi), coinvolti nei processi di trasformazione dell'energia dei nutrienti in energia ATP. Il numero di creste dipende dalla funzione della cellula. Ci sono molte creste nei mitocondri muscolari, occupano l'intera cavità interna dell'organello. Nei mitocondri delle cellule embrionali, le creste sono rare. Nelle piante, le escrescenze della membrana interna hanno spesso la forma di tubi. La cavità mitocondriale è riempita da una matrice che contiene acqua, sali minerali, proteine ​​enzimatiche e aminoacidi. I mitocondri hanno un sistema autonomo di sintesi proteica: una molecola di DNA circolare, diversi tipi RNA e ribosomi più piccoli rispetto al citoplasma.

I mitocondri sono strettamente collegati dalle membrane del reticolo endoplasmatico, i cui canali spesso si aprono direttamente nei mitocondri. Con l'aumento del carico sull'organo e l'intensificazione dei processi sintetici che richiedono energia, i contatti tra EPS e mitocondri diventano particolarmente numerosi. Il numero di mitocondri può aumentare rapidamente mediante fissione. La capacità dei mitocondri di riprodursi è dovuta alla presenza al loro interno di una molecola di DNA, che ricorda il cromosoma circolare dei batteri.

Funzioni dei mitocondri:

1) sintesi di una fonte di energia universale - ATP;

2) sintesi ormoni steroidei;

3) biosintesi di proteine ​​specifiche.

Plastidi - organelli con struttura a membrana, caratteristici solo delle cellule vegetali. In essi avvengono i processi di sintesi di carboidrati, proteine ​​e grassi. In base al contenuto di pigmenti si dividono in tre gruppi: cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti.

I cloroplasti hanno una forma ellittica o lenticolare relativamente costante. La dimensione del diametro maggiore è di 4 – 10 micron. Il numero in una cella varia da poche unità a diverse dozzine. La loro dimensione, intensità del colore, numero e posizione nella cella dipendono dalle condizioni di illuminazione, dalla specie e dallo stato fisiologico delle piante.

Riso. Cloroplasto, struttura.

Si tratta di corpi proteico-lipidici, costituiti da 35-55% di proteine, 20-30% di lipidi, 9% di clorofilla, 4-5% di carotenoidi, 2-4% di acidi nucleici. La quantità di carboidrati varia; è stata scoperta una certa quantità di sostanze minerali: clorofilla - un estere di un acido dibasico organico - clorofillina e alcoli organici - metile (CH 3 OH) e fitolo (C 20 H 39 OH). Nelle piante superiori, la clorofilla a è sempre presente nei cloroplasti - ha un colore blu-verde, e la clorofilla b - giallo-verde; Inoltre, il contenuto di clorofilla è molte volte superiore.

Oltre alla clorofilla, i cloroplasti includono pigmenti: carotene C 40 H 56 e xantofilla C 40 H 56 O 2 e alcuni altri pigmenti (carotenoidi). In una foglia verde, i satelliti gialli della clorofilla sono mascherati da un colore verde più brillante. Tuttavia, in autunno, quando le foglie cadono, la clorofilla viene distrutta nella maggior parte delle piante e quindi viene rilevata la presenza di carotenoidi nella foglia: la foglia diventa gialla.

Il cloroplasto è ricoperto da un doppio guscio, costituito da membrane esterne ed interne. Il contenuto interno - lo stroma - ha una struttura lamellare (lamellare). Nello stroma incolore si distinguono i grana: corpi di colore verde, 0,3 - 1,7 μm. Sono una raccolta di tilacoidi: corpi chiusi sotto forma di vescicole piatte o dischi di origine membranacea. La clorofilla sotto forma di strato monomolecolare si trova tra gli strati proteici e lipidici in stretta connessione con essi. La disposizione spaziale delle molecole di pigmento nelle strutture della membrana dei cloroplasti è molto appropriata e crea condizioni ottimali per l'assorbimento, la trasmissione e l'utilizzo più efficaci dell'energia radiante. I lipidi costituiscono gli strati dielettrici anidri delle membrane dei cloroplasti necessari per il funzionamento della catena di trasporto degli elettroni. Il ruolo dei collegamenti nella catena di trasporto degli elettroni è svolto da proteine ​​(citocromi, plastochinoni, ferredossina, plastocianina) e individui elementi chimici– ferro, manganese, ecc. Il numero di grani in un cloroplasto va da 20 a 200. Tra i grani, che li collegano tra loro, si trovano le lamelle stromali. Le lamelle granulari e le lamelle stromali hanno una struttura a membrana.

La struttura interna del cloroplasto rende possibile la separazione spaziale di numerose e diverse reazioni che insieme costituiscono il contenuto della fotosintesi.

I cloroplasti, come i mitocondri, contengono RNA e DNA specifici, nonché ribosomi più piccoli e l'intero arsenale molecolare necessario per la biosintesi delle proteine. Questi organelli hanno una quantità sufficiente di mRNA per garantire la massima attività del sistema di sintesi proteica. Allo stesso tempo, contengono anche abbastanza DNA per codificare alcune proteine. Si riproducono per divisione, per semplice costrizione.

È stato stabilito che i cloroplasti possono cambiare forma, dimensione e posizione nella cellula, cioè sono in grado di muoversi in modo indipendente (taxi dei cloroplasti). In essi sono stati trovati due tipi di proteine ​​contrattili, per cui, ovviamente, movimento attivo questi organelli nel citoplasma.

I cromoplasti sono ampiamente distribuiti negli organi generativi delle piante. Colorano i petali dei fiori (ranuncolo, dalia, girasole) e dei frutti (pomodori, bacche di sorbo, rosa canina) di giallo, arancione e rosso. IN organi vegetativi i cromoplasti sono molto meno comuni.

Il colore dei cromoplasti è dovuto alla presenza di carotenoidi: carotene, xantofilla e licopene, che si trovano nei plastidi condizione diversa: sotto forma di cristalli, soluzione lipidica o in combinazione con proteine.

I cromoplasti, rispetto ai cloroplasti, hanno una struttura più semplice: mancano di struttura lamellare. Composizione chimica anche diversi: pigmenti – 20–50%, lipidi fino al 50%, proteine ​​– circa 20%, RNA – 2-3%. Ciò indica una minore attività fisiologica dei cloroplasti.

I leucoplasti non contengono pigmenti e sono incolori. Questi plastidi più piccoli sono rotondi, ovoidali o a forma di bastoncino. In una cellula sono spesso raggruppati attorno al nucleo.

La struttura interna è ancora meno differenziata rispetto ai cloroplasti. Eseguono la sintesi di amido, grassi e proteine. In base a ciò, si distinguono tre tipi di leucoplasti: amiloplasti (amido), oleoplasti (oli vegetali) e proteoplasti (proteine).

I leucoplasti derivano dai proplastidi, ai quali sono simili per forma e struttura, differendo solo per le dimensioni.

Tutti i plastidi sono geneticamente correlati tra loro. Sono formati da proplastidi: le più piccole formazioni citoplasmatiche incolori, simili a aspetto con i mitocondri. I proplastidi si trovano nelle spore, nelle uova e nelle cellule dei punti di crescita embrionali. I cloroplasti (alla luce) e i leucoplasti (al buio) si formano direttamente dai proplastidi e da essi si sviluppano i cromoplasti, che sono il prodotto finale nell'evoluzione dei plastidi nella cellula.

Complesso di Golgi - fu scoperto per la prima volta nel 1898 dallo scienziato italiano Golgi nelle cellule animali. Questo è il sistema cavità interne, cisterne (5-20), poste vicine e parallele tra loro, e vacuoli grandi e piccoli. Tutte queste formazioni hanno una struttura a membrana e sono sezioni specializzate del reticolo endoplasmatico. Nelle cellule animali il complesso del Golgi è meglio sviluppato che nelle cellule vegetali; in quest'ultimo è chiamato dictosomi.

Riso. La struttura del complesso del Golgi.

Proteine ​​e lipidi che entrano nel complesso lamellare subiscono varie trasformazioni, si accumulano, ordinano, si impacchettano in vescicole secretorie e vengono trasportate a destinazione: in varie strutture all'interno della cellula o all'esterno della cellula. Le membrane del complesso del Golgi sintetizzano anche i polisaccaridi e formano i lisosomi. Nelle cellule della ghiandola mammaria, il complesso del Golgi è coinvolto nella formazione del latte e nelle cellule del fegato, nella bile.

Funzioni del complesso del Golgi:

1) concentrazione, disidratazione e compattazione di proteine, grassi, polisaccaridi e sostanze sintetizzate nella cellula e ricevute dall'esterno;

2) assemblaggio di complessi complessi di sostanze organiche e preparazione degli stessi per la rimozione dalla cellula (cellulosa ed emicellulosa nelle piante, glicoproteine ​​e glicolipidi negli animali);

3) sintesi di polisaccaridi;

4) formazione di lisosomi primari.

Lisosomi - piccoli corpi ovali con un diametro di 0,2-2,0 micron. La posizione centrale è occupata da un vacuolo contenente 40 (secondo varie fonti 30-60) enzimi idrolitici capaci di scomporre proteine, acidi nucleici, polisaccaridi, lipidi e altre sostanze in un ambiente acido (pH 4,5-5).

Attorno a questa cavità è presente uno stroma, rivestito all'esterno da una membrana elementare. La scomposizione delle sostanze con l'aiuto degli enzimi è chiamata lisi, motivo per cui l'organello è chiamato lisosoma. La formazione dei lisosomi avviene nel complesso del Golgi. I lisosomi primari si avvicinano direttamente ai vacuoli pinocitotici o fagocitotici (endosomi) e versano il loro contenuto nella loro cavità, formando lisosomi secondari (fagosomi), all'interno dei quali avviene la digestione delle sostanze. I prodotti della lisi entrano nel citoplasma attraverso la membrana del lisosoma e vengono inclusi nell'ulteriore metabolismo. I lisosomi secondari con resti di sostanze non digerite sono chiamati corpi residui. Un esempio di lisosomi secondari sono i vacuoli digestivi dei protozoi.

Funzioni dei lisosomi:

1) digestione intracellulare di macromolecole alimentari e componenti estranei che entrano nella cellula durante la pineale e la fagocitosi, fornendo alla cellula materie prime aggiuntive per processi biochimici ed energetici;

2) durante il digiuno, i lisosomi digeriscono alcuni organelli e reintegrano l'apporto di nutrienti per qualche tempo;

3) distruzione degli organi temporanei di embrioni e larve (coda e branchie in una rana) durante lo sviluppo postembrionale;

Riso. Formazione dei lisosomi

Vacuoli – cavità nel citoplasma delle cellule vegetali e dei protisti piene di liquido. Hanno la forma di vescicole, tubuli sottili e altri. I vacuoli sono formati da prolungamenti del reticolo endoplasmatico e da vescicole del complesso del Golgi come cavità più sottili, poi con la crescita della cellula e l'accumulo di prodotti metabolici, il loro volume aumenta e il loro numero diminuisce. Una cellula sviluppata e formata di solito ha un grande vacuolo che occupa una posizione centrale.

I vacuoli delle cellule vegetali sono pieni di linfa cellulare, che è una soluzione acquosa di sostanze organiche (acidi malico, ossalico, citrico, zuccheri, inulina, aminoacidi, proteine, tannini, alcaloidi, glucosidi) e minerali (nitrati, cloruri, fosfati). sostanze.

Nei protisti si trovano vacuoli digestivi e vacuoli contrattili.

Funzioni dei vacuoli:

1) deposito di nutrienti di riserva e ricettacoli per le escrezioni (nelle piante);

2) definire e supportare pressione osmotica nelle cellule;

3) fornire la digestione intracellulare nei protisti.

Riso. Centro cellulare.

Centro cellulare solitamente situato vicino al nucleo ed è costituito da due centrioli posti perpendicolari tra loro e circondati dalla sfera radiata. Ciascun centriolo è un corpo cilindrico cavo lungo 0,3-0,5 µm e lungo 0,15 µm, la cui parete è formata da 9 triplette di microtubuli. Se il centriolo si trova alla base del ciglio o del flagello, allora viene chiamato corpo basale.

Prima della divisione, i centrioli divergono ai poli opposti e vicino a ciascuno di essi appare un centriolo figlio. Dai centrioli situati ai diversi poli della cellula si formano microtubuli che crescono l'uno verso l'altro. Formano il fuso mitotico, che promuove la distribuzione uniforme del materiale genetico tra le cellule figlie, e sono il centro dell'organizzazione citoscheletrica. Alcuni fili del fuso sono attaccati ai cromosomi. Nelle cellule delle piante superiori, il centro cellulare non ha centrioli.

I centrioli sono organelli autoreplicanti del citoplasma. Nascono come risultato della duplicazione di quelli esistenti. Ciò si verifica quando i centrioli si separano. Il centriolo immaturo contiene 9 singoli microtubuli; Apparentemente ciascun microtubulo è uno stampo per l'assemblaggio di triplette caratteristiche di un centriolo maturo.

Il centrosoma è caratteristico delle cellule animali, di alcuni funghi, alghe, muschi e felci.

Funzioni del centro cellulare:

1) la formazione di poli di divisione e la formazione di microtubuli del fuso.

Ribosomi - piccoli organelli sferici, da 15 a 35 nm. Sono costituiti da due subunità, grande (60S) e piccola (40S). Contengono circa il 60% di proteine ​​e il 40% di RNA ribosomiale. Le molecole di rRNA formano la sua struttura strutturale. La maggior parte delle proteine ​​sono specificamente associate a certe aree rRNA. Alcune proteine ​​sono incluse nei ribosomi solo durante la biosintesi proteica. Le subunità ribosomiali si formano nei nucleoli. e attraverso i pori dell'involucro nucleare entrano nel citoplasma, dove si trovano sulla membrana EPA, o sul lato esterno dell'involucro nucleare, o liberamente nel citoplasma. Innanzitutto, gli rRNA vengono sintetizzati sul DNA nucleolare, che viene poi ricoperto da proteine ​​ribosomiali provenienti dal citoplasma, scisse alla dimensione richiesta e formando subunità ribosomiali. Nel nucleo non sono presenti ribosomi completamente formati. La combinazione delle subunità in un intero ribosoma avviene nel citoplasma, solitamente durante la biosintesi delle proteine. Rispetto ai mitocondri, ai plastidi e alle cellule procariotiche, i ribosomi nel citoplasma delle cellule eucariotiche sono più grandi. Possono combinare 5-70 unità in polisomi.

Funzioni dei ribosomi:

1) partecipazione alla biosintesi delle proteine.

Riso. 287. Ribosoma: 1 - subunità piccola; 2 - subunità grande.

Ciglia, flagelli – escrescenze del citoplasma ricoperte da una membrana elementare, sotto il quale si trovano 20 microtubuli, formando 9 paia lungo la periferia e due singoli al centro. Alla base delle ciglia e dei flagelli si trovano i corpi basali. La lunghezza del flagello raggiunge i 100 µm. Le ciglia sono corte – 10-20 micron – flagelli. Il movimento dei flagelli è a forma di vite e il movimento delle ciglia è a forma di paletta. Grazie a ciglia e flagelli si muovono batteri, protisti, animali ciliati, si muovono particelle o liquidi (ciglia dell'epitelio ciliato vie respiratorie, ovidotti), cellule germinali (spermatozoi).

Riso. La struttura dei flagelli e delle ciglia negli eucarioti

Inclusioni - componenti temporanei del citoplasma, che appaiono e scompaiono. Di regola, sono contenuti nelle cellule in determinate fasi ciclo vitale. La specificità delle inclusioni dipende dalla specificità delle cellule e degli organi dei tessuti corrispondenti. Le inclusioni si trovano principalmente nelle cellule vegetali. Possono verificarsi nello ialoplasma, in vari organelli e, meno comunemente, nella parete cellulare.

In termini funzionali, le inclusioni sono composti temporaneamente rimossi dal metabolismo cellulare (sostanze di riserva - granuli di amido, goccioline lipidiche e depositi proteici), oppure prodotti finali metabolismo (cristalli di alcune sostanze).

Grani di amido. Queste sono le inclusioni più comuni delle cellule vegetali. L'amido viene immagazzinato nelle piante esclusivamente sotto forma di granuli di amido. Si formano solo nello stroma dei plastidi delle cellule viventi. Durante la fotosintesi producono foglie verdi assimilazione, O primario amido. L'amido assimilativo non si accumula nelle foglie e, idrolizzandosi rapidamente in zuccheri, scorre nelle parti della pianta in cui avviene il suo accumulo. Lì si trasforma di nuovo in amido, come si chiama secondario. L'amido secondario si forma anche direttamente nei tuberi, nei rizomi, nei semi, cioè dove viene immagazzinato. Poi lo chiamano ricambio. Vengono chiamati leucoplasti che accumulano amido amiloplasti. Particolarmente ricchi di amido sono i semi, i germogli sotterranei (tuberi, bulbi, rizomi) e il parenchima dei tessuti conduttori delle radici e dei fusti delle piante legnose.

Gocce lipidiche. Trovato in quasi tutte le cellule vegetali. Semi e frutti ne sono i più ricchi. Gli oli grassi sotto forma di goccioline lipidiche rappresentano la seconda forma di riserva nutritiva più importante (dopo l'amido). I semi di alcune piante (girasole, cotone, ecc.) possono accumulare fino al 40% di olio in peso di sostanza secca.

Le goccioline lipidiche, di regola, si accumulano direttamente nello ialoplasma. Sono corpi sferici, solitamente di dimensioni submicroscopiche. Le goccioline lipidiche possono anche accumularsi nei leucoplasti, chiamati elaioplasti.

Inclusioni proteiche si formano in vari organelli della cellula sotto forma di depositi amorfi o cristallini di varie forme e strutture. Molto spesso, i cristalli si possono trovare nel nucleo - nel nucleoplasma, a volte nello spazio perinucleare, meno spesso nello ialoplasma, nello stroma plastide, nelle estensioni delle cisterne ER, nella matrice perossisomiale e nei mitocondri. I vacuoli contengono inclusioni proteiche sia cristalline che amorfe. IN il numero maggiore i cristalli proteici si trovano nelle cellule di stoccaggio dei semi secchi sotto forma dei cosiddetti aleurone 3 cereali O corpi proteici.

Le proteine ​​di stoccaggio vengono sintetizzate dai ribosomi durante lo sviluppo del seme e depositate nei vacuoli. Quando i semi maturano, accompagnati da disidratazione, i vacuoli proteici si seccano e la proteina cristallizza. Di conseguenza, in un seme secco maturo, i vacuoli proteici vengono convertiti in corpi proteici (granelli di aleurone).

Organidi- componenti permanenti, necessariamente presenti, della cellula che svolgono funzioni specifiche.

Reticolo endoplasmatico

Reticolo endoplasmatico (RE), O reticolo endoplasmatico (RE), è un organello a membrana singola. Si tratta di un sistema di membrane che formano “cisterne” e canali, collegati tra loro e delimitanti un unico spazio interno: le cavità dell'EPS. Le membrane sono collegate da un lato alla membrana citoplasmatica e dall'altro alla membrana nucleare esterna. Esistono due tipi di EPS: 1) ruvido (granulare), contenente ribosomi sulla sua superficie, e 2) liscio (agranulare), le cui membrane non portano ribosomi.

Funzioni: 1) trasporto di sostanze da una parte all'altra della cellula, 2) divisione del citoplasma cellulare in compartimenti ("compartimenti"), 3) sintesi di carboidrati e lipidi (RE liscio), 4) sintesi proteica (RE ruvido), 5) luogo di formazione dell'apparato di Golgi.

O Complesso di Golgi, è un organello a membrana singola. È costituito da pile di “cisterne” appiattite con bordi allargati. Ad essi è associato un sistema di piccole vescicole a membrana singola (vescicole di Golgi). Ogni pila è composta solitamente da 4-6 “cisterne”, è un'unità strutturale e funzionale dell'apparato di Golgi ed è chiamata dictiosoma. Il numero di dictosomi in una cellula varia da uno a diverse centinaia. Nelle cellule vegetali i dictosomi sono isolati.

L'apparato di Golgi si trova solitamente vicino al nucleo cellulare (nelle cellule animali, spesso vicino al centro cellulare).

Funzioni dell'apparato del Golgi: 1) accumulo di proteine, lipidi, carboidrati, 2) modifica delle sostanze organiche in entrata, 3) “impacchettamento” di proteine, lipidi, carboidrati in vescicole di membrana, 4) secrezione di proteine, lipidi, carboidrati, 5) sintesi di carboidrati e lipidi , 6) luogo di formazione dei lisosomi Funzione secretoriaè il più importante, quindi l'apparato del Golgi è ben sviluppato nelle cellule secretrici.

Lisosomi

Lisosomi- organelli a membrana singola. Sono piccole bolle (diametro da 0,2 a 0,8 micron) contenenti un insieme di enzimi idrolitici. Gli enzimi vengono sintetizzati nel RE grezzo e si spostano nell'apparato di Golgi, dove vengono modificati e impacchettati in vescicole di membrana che, dopo la separazione dall'apparato di Golgi, diventano essi stessi lisosomi. Un lisosoma può contenere da 20 a 60 tipi diversi di enzimi idrolitici. Viene chiamata la scomposizione delle sostanze mediante enzimi lisi.

Ci sono: 1) lisosomi primari, 2) lisosomi secondari. Primari sono chiamati lisosomi che si staccano dall'apparato di Golgi. I lisosomi primari sono un fattore che garantisce l'esocitosi degli enzimi dalla cellula.

I secondari sono chiamati lisosomi formati come risultato della fusione dei lisosomi primari con vacuoli endocitici. In questo caso digeriscono le sostanze che entrano nella cellula attraverso la fagocitosi o la pinocitosi, per questo possono essere chiamati vacuoli digestivi.

Autofagia- il processo di distruzione delle strutture non necessarie per la cellula. Innanzitutto, la struttura da distruggere viene circondata da un'unica membrana, quindi la capsula di membrana risultante si fonde con il lisosoma primario, dando luogo alla formazione di un lisosoma secondario (vacuolo autofagico), in cui questa struttura viene digerita. I prodotti della digestione vengono assorbiti dal citoplasma cellulare, ma parte del materiale rimane non digerito. Il lisosoma secondario contenente questo materiale non digerito è chiamato corpo residuo. Per esocitosi, le particelle non digerite vengono rimosse dalla cellula.

Autolisi- autodistruzione cellulare, che avviene a causa del rilascio del contenuto dei lisosomi. Normalmente, l'autolisi avviene durante la metamorfosi (scomparsa della coda in un girino di rane), l'involuzione dell'utero dopo il parto e nelle aree di necrosi dei tessuti.

Funzioni dei lisosomi: 1) digestione intracellulare di sostanze organiche, 2) distruzione di strutture cellulari e non cellulari non necessarie, 3) partecipazione ai processi di riorganizzazione cellulare.

Vacuoli

Vacuoli- organelli a membrana singola, sono “contenitori” pieni soluzione acquosa sostanze organiche ed inorganiche. Il RE e l'apparato del Golgi partecipano alla formazione dei vacuoli. Le cellule giovani delle piante contengono molti piccoli vacuoli che poi, man mano che le cellule crescono e si differenziano, si fondono tra loro e formano un unico grande vacuolo centrale. Il vacuolo centrale può occupare fino al 95% del volume di una cellula matura; il nucleo e gli organelli vengono spinti verso la membrana cellulare. La membrana che delimita il vacuolo della pianta è chiamata tonoplasto. Si chiama il fluido che riempie il vacuolo di una pianta citoplasma. La composizione della linfa cellulare comprende sali organici e inorganici idrosolubili, monosaccaridi, disaccaridi, aminoacidi, prodotti metabolici finali o tossici (glicosidi, alcaloidi) e alcuni pigmenti (antociani).

Le cellule animali contengono piccoli vacuoli digestivi e autofagici, che appartengono al gruppo dei lisosomi secondari e contengono enzimi idrolitici. Gli animali unicellulari possiedono anche vacuoli contrattili che svolgono la funzione di osmoregolazione ed escrezione.

Funzioni del vacuolo: 1) accumulo e stoccaggio dell'acqua, 2) regolazione metabolismo del sale marino, 3) mantenimento della pressione del turgore, 4) accumulo di metaboliti idrosolubili, sostanze nutritive di riserva, 5) colorazione di fiori e frutti e quindi attrazione di impollinatori e dispersori di semi, 6) vedere funzioni dei lisosomi.

Si formano il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi e i vacuoli unica rete vacuolare della cellula, i cui singoli elementi possono trasformarsi l'uno nell'altro.

Mitocondri

1 - membrana esterna;
2 - membrana interna; 3 - matrice; 4 - cresta; 5 - sistema multienzimatico; 6 - DNA circolare.

La forma, la dimensione e il numero dei mitocondri variano enormemente. I mitocondri possono essere a forma di bastoncino, rotondi, a spirale, a forma di coppa o ramificati. La lunghezza dei mitocondri varia da 1,5 a 10 µm, il diametro da 0,25 a 1,00 µm. Il numero di mitocondri in una cellula può raggiungere diverse migliaia e dipende dall'attività metabolica della cellula.

Il mitocondrio è delimitato da due membrane. La membrana esterna dei mitocondri (1) è liscia, quella interna (2) forma numerose pieghe - cristas(4). Le cristae aumentano la superficie della membrana interna, sulla quale sono localizzati sistemi multienzimatici (5) coinvolti nella sintesi delle molecole di ATP. Lo spazio interno dei mitocondri è pieno di matrice (3). La matrice contiene DNA circolare (6), mRNA specifico, ribosomi di tipo procariotico (tipo 70S) ed enzimi del ciclo di Krebs.

Il DNA mitocondriale non è associato alle proteine ​​(“nudo”), è attaccato alla membrana interna del mitocondrio e trasporta informazioni sulla struttura di circa 30 proteine. Per costruire un mitocondrio sono necessarie molte più proteine, quindi le informazioni sulla maggior parte delle proteine ​​mitocondriali sono contenute nel DNA nucleare e queste proteine ​​sono sintetizzate nel citoplasma della cellula. I mitocondri sono capaci di riprodursi autonomamente mediante fissione in due. Tra la membrana esterna e quella interna c'è serbatoio di protoni, dove avviene l'accumulo di H+.

Funzioni dei mitocondri: 1) Sintesi di ATP, 2) degradazione dell'ossigeno delle sostanze organiche.

Secondo un'ipotesi (la teoria della simbiogenesi), i mitocondri hanno avuto origine da antichi organismi procarioti aerobici a vita libera che, essendo penetrati accidentalmente nella cellula ospite, hanno poi formato con essa un complesso simbiotico reciprocamente vantaggioso. I seguenti dati supportano questa ipotesi. Innanzitutto, il DNA mitocondriale ha le stesse caratteristiche strutturali del DNA batteri moderni(chiuso ad anello, non associato a proteine). In secondo luogo, i ribosomi mitocondriali e i ribosomi batterici appartengono allo stesso tipo: il tipo 70S. In terzo luogo, il meccanismo della fissione mitocondriale è simile a quello dei batteri. In quarto luogo, la sintesi delle proteine ​​mitocondriali e batteriche viene soppressa dagli stessi antibiotici.

Plastidi

1 - membrana esterna; 2 - membrana interna; 3 - stroma; 4 - tilacoide; 5 - grana; 6 - lamelle; 7 - grani di amido; 8 - gocce lipidiche.

I plastidi sono caratteristici solo delle cellule vegetali. Distinguere tre tipi principali di plastidi: leucoplasti - plastidi incolori nelle cellule di parti incolori delle piante, cromoplasti - plastidi colorati solitamente gialli, rossi e fiori d'arancio i cloroplasti sono plastidi verdi.

Cloroplasti. Nelle cellule delle piante superiori, i cloroplasti hanno la forma di una lente biconvessa. La lunghezza dei cloroplasti varia da 5 a 10 µm, il diametro da 2 a 4 µm. I cloroplasti sono delimitati da due membrane. La membrana esterna (1) è liscia, quella interna (2) ha una struttura piegata complessa. Si chiama la piega più piccola tilacoide(4). Viene chiamato un gruppo di tilacoidi disposti come una pila di monete sfaccettatura(5). Il cloroplasto contiene mediamente 40-60 grani, disposti a scacchiera. Le granae sono collegate tra loro da canali appiattiti - lamelle(6). Le membrane tilacoidi contengono pigmenti fotosintetici ed enzimi che forniscono la sintesi di ATP. Il principale pigmento fotosintetico è la clorofilla, che determina il colore verde dei cloroplasti.

Lo spazio interno dei cloroplasti è pieno stroma(3). Lo stroma contiene DNA circolare “nudo”, ribosomi di tipo 70S, enzimi del ciclo di Calvin e granuli di amido (7). All'interno di ciascun tilacoide c'è un serbatoio di protoni e si accumula H +. I cloroplasti, come i mitocondri, sono capaci di riprodursi autonomamente dividendosi in due. Si trovano nelle cellule delle parti verdi delle piante superiori, in particolare in molti cloroplasti nelle foglie e nei frutti verdi. I cloroplasti delle piante inferiori sono detti cromatofori.

Funzione dei cloroplasti: fotosintesi. Si ritiene che i cloroplasti provengano da antichi cianobatteri endosimbiotici (teoria della simbiogenesi). La base di questa ipotesi è la somiglianza dei cloroplasti e dei batteri moderni in una serie di caratteristiche (DNA circolare, “nudo”, ribosomi di tipo 70S, metodo di riproduzione).

Leucoplasti. La forma varia (sferica, rotonda, a coppa, ecc.). I leucoplasti sono delimitati da due membrane. La membrana esterna è liscia, quella interna forma pochi tilacoidi. Lo stroma contiene DNA circolare “nudo”, ribosomi di tipo 70S, enzimi per la sintesi e l'idrolisi dei nutrienti di riserva. Non ci sono pigmenti. Le cellule degli organi sotterranei della pianta (radici, tuberi, rizomi, ecc.) possiedono soprattutto numerosi leucoplasti. Funzione dei leucoplasti: sintesi, accumulo e stoccaggio dei nutrienti di riserva. Amiloplasti- leucoplasti che sintetizzano e accumulano amido, elaioplasti- oli, proteinaplasti- proteine. Nello stesso leucoplasto possono accumularsi sostanze diverse.

Cromoplasti. Delimitato da due membrane. La membrana esterna è liscia, la membrana interna è liscia o forma singoli tilacoidi. Lo stroma contiene DNA circolare e pigmenti: carotenoidi, che conferiscono ai cromoplasti un colore giallo, rosso o arancione. La forma di accumulo dei pigmenti è diversa: sotto forma di cristalli, disciolti in goccioline lipidiche (8), ecc. Contenuto nelle cellule di frutti maturi, petali, foglie autunnali e raramente - ortaggi a radice. I cromoplasti sono considerati lo stadio finale dello sviluppo dei plastidi.

Funzione dei cromoplasti: colorando fiori e frutti e attirando così gli impollinatori e i dispersori di semi.

Tutti i tipi di plastidi possono essere formati da proplastidi. Proplastidi- piccoli organelli contenuti nei tessuti meristematici. Poiché i plastidi hanno un'origine comune, sono possibili interconversioni tra loro. I leucoplasti possono trasformarsi in cloroplasti (inverdimento dei tuberi di patata alla luce), cloroplasti - in cromoplasti (ingiallimento delle foglie e arrossamento dei frutti). La trasformazione dei cromoplasti in leucoplasti o cloroplasti è considerata impossibile.

Ribosomi

1 - subunità grande; 2 - piccola subunità.

Ribosomi- organelli non di membrana, diametro di circa 20 nm. I ribosomi sono costituiti da due subunità: grande e piccola, nelle quali possono dissociarsi. La composizione chimica dei ribosomi è costituita da proteine ​​e rRNA. Le molecole di rRNA costituiscono il 50-63% della massa del ribosoma e ne formano la struttura strutturale. Esistono due tipi di ribosomi: 1) eucariotici (con costanti di sedimentazione per l'intero ribosoma - 80S, subunità piccola - 40S, grande - 60S) e 2) procariotici (70S, 30S, 50S, rispettivamente).

I ribosomi di tipo eucariotico contengono 4 molecole di rRNA e circa 100 molecole di proteine, mentre il tipo procariotico contiene 3 molecole di rRNA e circa 55 molecole di proteine. Durante la biosintesi delle proteine, i ribosomi possono “lavorare” individualmente o combinarsi in complessi - poliribosomi (polisomi). In tali complessi sono collegati tra loro da una molecola di mRNA. Le cellule procariotiche hanno solo ribosomi di tipo 70S. Le cellule eucariotiche hanno ribosomi sia di tipo 80S (membrane EPS ruvide, citoplasma) che di tipo 70 (mitocondri, cloroplasti).

Le subunità ribosomiali eucariotiche si formano nel nucleolo. La combinazione delle subunità in un intero ribosoma avviene nel citoplasma, solitamente durante la biosintesi delle proteine.

Funzione dei ribosomi: assemblaggio di una catena polipeptidica (sintesi proteica).

Citoscheletro

Citoscheletro formato da microtubuli e microfilamenti. I microtubuli sono strutture cilindriche e non ramificate. La lunghezza dei microtubuli varia da 100 µm a 1 mm, il diametro è di circa 24 nm e lo spessore della parete è di 5 nm. Di base componente chimico- proteina tubulina. I microtubuli vengono distrutti dalla colchicina. I microfilamenti sono filamenti con un diametro di 5-7 nm e sono costituiti dalla proteina actina. Microtubuli e microfilamenti formano trame complesse nel citoplasma. Funzioni del citoscheletro: 1) determinazione della forma della cellula, 2) supporto per organelli, 3) formazione del fuso, 4) partecipazione ai movimenti cellulari, 5) organizzazione del flusso citoplasmatico.

Include due centrioli e una centrosfera. Centrioloè un cilindro, la cui parete è formata da nove gruppi di tre microtubuli fusi (9 triplette), interconnessi a determinati intervalli da legami incrociati. I centrioli sono uniti a coppie dove si trovano ad angolo retto tra loro. Prima della divisione cellulare, i centrioli divergono ai poli opposti e vicino a ciascuno di essi appare un centriolo figlio. Formano un fuso di divisione, che contribuisce alla distribuzione uniforme del materiale genetico tra le cellule figlie. Nelle cellule delle piante superiori (gimnosperme, angiosperme), il centro cellulare non ha centrioli. I centrioli sono organelli autoreplicanti del citoplasma; nascono come risultato della duplicazione dei centrioli esistenti. Funzioni: 1) garantendo la divergenza dei cromosomi rispetto ai poli cellulari durante la mitosi o la meiosi, 2) il centro di organizzazione del citoscheletro.

Organoidi del movimento

Non presente in tutte le cellule. Gli organelli di movimento includono ciglia (ciliati, epitelio delle vie respiratorie), flagelli (flagellati, spermatozoi), pseudopodi (rizopodi, leucociti), miofibrille ( cellule muscolari) e così via.

Flagelli e ciglia- organelli a forma di filamento, che rappresentano un assonema delimitato da una membrana. L'assonema è una struttura cilindrica; la parete del cilindro è formata da nove paia di microtubuli; al suo centro si trovano due microtubuli singoli. Alla base dell'assonema ci sono i corpi basali, rappresentati da due centrioli tra loro perpendicolari (ciascun corpo basale è costituito da nove triplette di microtubuli; al suo centro non ci sono microtubuli). La lunghezza del flagello raggiunge i 150 micron, le ciglia sono molte volte più corte.

Miofibrille sono costituiti da miofilamenti di actina e miosina che forniscono la contrazione delle cellule muscolari.

Vai a lezioni n. 6“Cellula eucariotica: citoplasma, membrana cellulare, struttura e funzioni delle membrane cellulari”

Gli organelli, noti anche come organelli, sono la base per il corretto sviluppo di una cellula. Sono strutture permanenti, cioè non scomparse che hanno una certa struttura, da cui dipendono direttamente le funzioni che svolgono. Esistono i seguenti tipi di organelli: doppia membrana e singola membrana. Meritano la struttura e le funzioni degli organelli cellulari attenzione speciale per studio teorico e, se possibile, pratico, poiché queste strutture, nonostante le loro piccole dimensioni, indistinguibili senza microscopio, garantiscono il mantenimento della vitalità di tutti gli organi senza eccezioni e dell'organismo nel suo insieme.

Gli organelli a doppia membrana sono i plastidi, il nucleo cellulare e i mitocondri. Organelli a membrana singola del sistema vacuolare, vale a dire: eps, lisosomi, complesso del Golgi (apparato), vari vacuoli. Esistono anche organelli non di membrana: il centro cellulare e i ribosomi. Una proprietà comune dei tipi di organelli a membrana è che sono formati da membrane biologiche. Una cellula vegetale differisce nella struttura da una cellula animale, il che è facilitato anche dai processi di fotosintesi. Il diagramma dei processi fotosintetici può essere letto nell'articolo corrispondente. La struttura e le funzioni degli organelli cellulari indicano che per garantire il loro funzionamento ininterrotto, è necessario che ciascuno di essi funzioni individualmente senza guasti.

La parete cellulare o matrice è costituita da cellulosa e dalla sua struttura correlata, l'emicellulosa, nonché da pectine. Funzioni della parete: protezione contro influenza negativa dall'esterno, supporto, trasporto (trasferimento di nutrienti e acqua da una parte dell'unità strutturale a un'altra), cuscinetto.

Il nucleo è formato da una doppia membrana con depressioni: pori, nucleoplasma contenente cromatina e nucleoli in cui sono immagazzinate le informazioni ereditarie.

Un vacuolo non è altro che una fusione di sezioni del RE, circondate da una membrana specifica chiamata tonoplasto, che regola il processo chiamato escrezione e il suo inverso: l'apporto delle sostanze necessarie.

Il RE è un canale formato da membrane di due tipi: lisce e ruvide. Le funzioni svolte dall'EPR sono la sintesi e il trasporto.

Ribosomi: svolgono la funzione di sintesi proteica.

Gli organelli principali includono: mitocondri, plastidi, sferosomi, citosomi, lisosomi, perossisomi, AG e traslosomi.

Tavolo. Organelli cellulari e loro funzioni

Questa tabella considera tutti gli organelli cellulari disponibili, sia vegetali che animali.

Organoide (organello)	Struttura	Funzioni
Citoplasma	La sostanza semiliquida interna, base dell'ambiente cellulare, è formata da una struttura a grana fine. Contiene un nucleo e un insieme di organelli.	Interazione tra nucleo e organelli. Trasporto di sostanze.
Nucleo	Sferico o ovale. Formato da un involucro nucleare costituito da due membrane con pori. Esiste una matrice semiliquida chiamata carioplasma o linfa cellulare, mentre la cromatina, o filamenti di DNA, forma strutture dense chiamate cromosomi. I nucleoli sono i corpi più piccoli e arrotondati del nucleo.	Regola tutti i processi di biosintesi, come il metabolismo e l'energia, e trasmette informazioni ereditarie.Il carioplasma separa il nucleo dal citoplasma, inoltre, rende possibile effettuare scambi tra il nucleo stesso e il citoplasma. Il DNA contiene le informazioni ereditarie della cellula, quindi il nucleo è il custode di tutte le informazioni sul corpo. L'RNA e le proteine ​​vengono sintetizzati nei nucleoli, dai quali successivamente si formano i ribosomi.
Membrana cellulare	La membrana è formata da un doppio strato di lipidi e proteine. L'esterno delle piante è ricoperto da un ulteriore strato di fibra.	Protettivo, garantisce la forma e la comunicazione cellulare, consente l'ingresso delle sostanze necessarie nella cellula e rimuove i prodotti metabolici. Esegue i processi di fagocitosi e pinocitosi.
EPS (liscio e ruvido)	Il reticolo endoplasmatico è formato da un sistema di canali nel citoplasma. A sua volta, l'EP liscio è formato, rispettivamente, da membrane lisce e l'EP ruvido è formato da membrane ricoperte di ribosomi.	Esegue la sintesi delle proteine ​​e di alcune altre sostanze organiche ed è anche il principale sistema di trasporto della cellula.
Ribosomi	I processi della membrana grezza in eps hanno forma sferica.	Funzione principale- sintesi proteica.
Lisosomi	Una bolla circondata da una membrana.	Digestione in una cellula
Mitocondri	Ricoperto con membrane esterne ed interne. La membrana interna presenta numerose pieghe e sporgenze chiamate creste	Sintetizza le molecole di ATP. Fornisce energia alla cellula.
Plastidi	Corpi circondati da una doppia membrana. Esistono incolori (leucoplasti), verdi (cloroplasti) e rossi, arancioni, gialli (cromoplasti)	Leucoplasti: accumulano amido Cloroplasti: partecipano al processo di fotosintesi. Cromoplasti - Accumulo di carotenoidi.
Centro cellulare	È costituito da centrioli e microtubuli	Partecipa alla formazione del citoscheletro. Partecipazione al processo di divisione cellulare.
Organoidi del movimento	Ciglia, flagelli	Esegui vari tipi di movimento
Complesso del Golgi (apparato)	È costituito da cavità dalle quali si separano bolle di diverse dimensioni	Accumula sostanze sintetizzate dalla cellula stessa. Utilizzo di tali sostanze o rilascio nell'ambiente esterno.

Struttura del nucleo - video