Pamokos tipas: kombinuotas.

Metodai: žodinis, vaizdinis, praktinis, problemų paieška.

Pamokos tikslai

Edukacinis: gilinti mokinių žinias apie eukariotinių ląstelių sandarą, išmokyti jas taikyti praktiniuose užsiėmimuose.

Tobulinimas: tobulinkite mokinių įgūdžius dirbti didaktinė medžiaga; ugdyti mokinių mąstymą, siūlant prokariotinių ir eukariotinių ląstelių, augalų ir gyvūnų ląstelių palyginimo užduotis, nustatyti panašius ir išskirtinius požymius.

Įranga: plakatas „Citoplazminės membranos struktūra“; Užduočių kortelės; dalomoji medžiaga (prokariotinės ląstelės struktūra, tipinė augalo ląstelė, gyvūno ląstelės struktūra).

Tarpdisciplininiai ryšiai: botanika, zoologija, žmogaus anatomija ir fiziologija.

Pamokos planas

I. Organizacinis momentas

Pasirengimo pamokai tikrinimas.
Mokinių sąrašo tikrinimas.
Perduokite pamokos temą ir tikslus.

II. Naujos medžiagos mokymasis

Organizmų skirstymas į pro- ir eukariotus

Ląstelės itin įvairios formos: vienos apvalios, kitos atrodo kaip žvaigždės su daug spindulių, kitos – pailgos ir t.t. Ląstelės taip pat skiriasi dydžiu – nuo ​​pačių mažiausių, sunkiai atskirtų šviesos mikroskopu iki puikiai matomų plika akimi (pavyzdžiui, žuvų ir varlių ikrai).

Bet koks neapvaisintas kiaušinėlis, įskaitant milžiniškus suakmenėjusius dinozaurų kiaušinius, saugomus paleontologijos muziejuose, taip pat kadaise buvo gyvos ląstelės. Tačiau jei kalbėsime apie pagrindinius elementus vidinė struktūra, visos ląstelės yra panašios viena į kitą.

Prokariotai (iš lat. pro- prieš, anksčiau, vietoj ir graikų. karionas– branduolys) – tai organizmai, kurių ląstelės neturi su membrana susieto branduolio, t.y. visų bakterijų, įskaitant archebakterijas ir melsvadumbles. Iš viso Prokariotų rūšių yra apie 6000. Visa prokariotinės ląstelės (genoforo) genetinė informacija yra vienoje žiedinėje DNR molekulėje. Mitochondrijų ir chloroplastų nėra, o ląstelei energijos suteikiančias kvėpavimo ar fotosintezės funkcijas atlieka plazminė membrana (1 pav.). Prokariotai dauginasi be ryškaus lytinio proceso dalindamiesi į dvi dalis. Prokariotai gali atlikti daugybę specifinių fiziologinių procesų: fiksuoja molekulinį azotą, vykdo pieno rūgšties fermentaciją, skaido medieną, oksiduoja sierą ir geležį.

Po įžanginio pokalbio mokiniai apžvelgia prokariotinės ląstelės sandarą, pagrindines struktūros ypatybes lygindami su eukariotinių ląstelių rūšimis (1 pav.).

Eukariotai - Tai aukštesni organizmai turintis aiškiai apibrėžtą branduolį, kuris nuo citoplazmos yra atskirtas membrana (kariomembrana). Eukariotams priklauso visi aukštesni gyvūnai ir augalai, taip pat vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai, grybai ir pirmuonys. Branduolinė DNR eukariotuose yra chromosomose. Eukariotai turi ląstelinius organelius, kuriuos riboja membranos.

Skirtumai tarp eukariotų ir prokariotų

– Eukariotai turi tikrą branduolį: eukariotinės ląstelės genetinį aparatą saugo membrana, panaši į pačios ląstelės membraną.
– Organelės, įtrauktos į citoplazmą, yra apsuptos membrana.

Augalų ir gyvūnų ląstelių sandara

Bet kurio organizmo ląstelė yra sistema. Jį sudaro trys tarpusavyje susijusios dalys: apvalkalas, branduolys ir citoplazma.

Savo botanikos, zoologijos ir žmogaus anatomijos studijose jau susipažinote su įvairių tipų ląstelių sandara. Trumpai apžvelgsime šią medžiagą.

1 pratimas. Remdamiesi 2 paveikslu, nustatykite, kuriuos organizmus ir audinių tipus atitinka 1–12 numeruotos ląstelės. Kas lemia jų formą?

Augalų ir gyvūnų ląstelių organelių sandara ir funkcijos

Naudodami 3 ir 4 paveikslus bei Biologijos žodyną ir vadovėlį mokiniai užpildo lentelę, kurioje lygina gyvūnų ir augalų ląsteles.

Lentelė. Augalų ir gyvūnų ląstelių organelių sandara ir funkcijos

Ląstelių organelės	Organelių sandara	Funkcija	Organelių buvimas ląstelėse
			augalai	gyvūnai
Chloroplastas	Tai plastido rūšis	Nuspalvina augalus žalia spalva, joje vyksta fotosintezė
Leukoplastas	Korpusas susideda iš dviejų elementarių membranų; vidinis, įaugęs į stromą, sudaro keletą tilakoidų	Sintetina ir kaupia krakmolą, aliejus, baltymus
Chromoplastas	Plastidės geltonos, oranžinės ir raudonos spalvos, spalvą lemia pigmentai – karotenoidai	Raudona, geltona rudeninių lapų spalva, sultingi vaisiai ir kt.
	Užima iki 90% subrendusios ląstelės tūrio, užpildytos ląstelių sultimis	Turgoro palaikymas, atsarginių medžiagų ir medžiagų apykaitos produktų kaupimas, osmosinio slėgio reguliavimas ir kt.
Mikrovamzdeliai	Susideda iš baltymo tubulino, esančio šalia plazmos membranos	Jie dalyvauja celiuliozės nusodinime ant ląstelių sienelių ir įvairių organelių judėjime citoplazmoje. Ląstelių dalijimosi metu mikrovamzdeliai sudaro veleno struktūros pagrindą
Plazminė membrana (PMM)	Susideda iš lipidų dvigubo sluoksnio, į kurį įsiskverbia į skirtingą gylį panardinti baltymai	Barjeras, medžiagų pernešimas, ryšys tarp ląstelių
Sklandus EPR	Plokščių ir išsišakojančių vamzdžių sistema	Vykdo lipidų sintezę ir išsiskyrimą
Grubus EPR	Jis gavo savo pavadinimą dėl daugybės ribosomų, esančių jo paviršiuje.	Baltymų sintezė, kaupimasis ir transformacija, siekiant išlaisvinimo iš ląstelės į išorę
	Apsupta dviguba branduoline membrana su poromis. Išorinė branduolio membrana sudaro ištisinę struktūrą su ER membrana. Turi vieną ar daugiau branduolių	Paveldimos informacijos nešėjas, ląstelių veiklos reguliavimo centras
Ląstelių sienelės	Susideda iš ilgų celiuliozės molekulių, išsidėsčiusių ryšuliuose, vadinamuose mikrofibrilėmis	Išorinis rėmas, apsauginis apvalkalas
Plazmodesmata	Maži citoplazminiai kanalai, prasiskverbiantys per ląstelių sieneles	Sujungti kaimyninių ląstelių protoplastus
Mitochondrijos		ATP sintezė (energijos kaupimas)
Goldžio kompleksas	Susideda iš plokščių maišelių, vadinamų cisternomis arba diktiozomomis, krūvos	Polisacharidų sintezė, CPM ir lizosomų susidarymas
Lizosomos		Intraląstelinis virškinimas
Ribosomos	Susideda iš dviejų nevienodų subvienetų - dideli ir maži, į kuriuos jie gali atsiskirti	Baltymų biosintezės vieta
Citoplazma	Susideda iš vandens su daugybe ištirpusių medžiagų, turinčių gliukozės, baltymų ir jonų	Jame yra kitų ląstelių organelių ir vyksta visi ląstelių metabolizmo procesai.
Mikrofilamentai	Skaidulos, pagamintos iš baltymo aktino, paprastai išsidėsčiusios ryšuliuose šalia ląstelių paviršiaus	Dalyvauti ląstelių motorikoje ir keisti formą
Centrioliai	Gali būti ląstelės mitozinio aparato dalis. Diploidinėje ląstelėje yra dvi poros centriolių	Dalyvauti gyvūnų ląstelių dalijimosi procese; dumblių, samanų ir pirmuonių zoosporose jie sudaro bazinius blakstienų kūnus
Microvilli	Plazminės membranos išsikišimai	Jie padidina išorinį ląstelės paviršių; mikrovileliai kartu sudaro ląstelės sieną

išvadas

1. Ląstelės sienelė, plastidės ir centrinė vakuolė būdingi tik augalų ląstelėms.
2. Lizosomos, centriolės, mikrovileliai daugiausia yra tik gyvūnų organizmų ląstelėse.
3. Visos kitos organelės būdingos ir augalų, ir gyvūnų ląstelėms.

Ląstelių membranos struktūra

Ląstelės membrana yra už ląstelės ribų, skiriant pastarąją nuo išorinės ar vidinės kūno aplinkos. Jo pagrindas yra plazmalemma (ląstelių membrana) ir angliavandenių-baltymų komponentas.

Ląstelės membranos funkcijos:

– palaiko ląstelės formą ir suteikia ląstelei bei visam kūnui mechaninį stiprumą;
- apsaugo ląstelę nuo mechaniniai pažeidimai ir kenksmingų junginių patekimas į jį;
– atlieka molekulinių signalų atpažinimą;
– reguliuoja medžiagų apykaitą tarp ląstelės ir aplinkos;
– vykdo tarpląstelinę sąveiką daugialąsčiame organizme.

Ląstelės sienelės funkcija:

– vaizduoja išorinį rėmą – apsauginį apvalkalą;
– užtikrina medžiagų transportavimą (vanduo, druskos, daugelio molekulių praeina pro ląstelės sienelę organinės medžiagos).

Išorinis gyvūnų ląstelių sluoksnis, skirtingai nei augalų ląstelių sienelės, yra labai plonas ir elastingas. Jis nėra matomas šviesos mikroskopu ir susideda iš įvairių polisacharidų ir baltymų. Paviršiaus sluoksnis gyvūnų ląstelės vadinamos glikokaliksas, atlieka tiesioginio gyvūnų ląstelių ryšio su išorine aplinka, su visomis ją supančiomis medžiagomis funkciją, tačiau neatlieka pagalbinio vaidmens.

Po gyvūninės ląstelės glikokaliksu ir augalo ląstelės sienele yra plazminė membrana, besiribojanti su citoplazma. Plazmos membrana susideda iš baltymų ir lipidų. Jie išdėstyti tvarkingai dėl skirtingų cheminės sąveikos kartu. Lipidų molekulės plazmos membranoje yra išsidėsčiusios dviem eilėmis ir sudaro vientisą lipidų dvisluoksnį. Baltymų molekulės nesudaro ištisinio sluoksnio, jos yra lipidų sluoksnyje, pasinerdamos į jį į skirtingą gylį. Baltymų ir lipidų molekulės yra judrios.

Plazminės membranos funkcijos:

– sudaro barjerą, kuris atskiria vidinį ląstelės turinį nuo išorinė aplinka;
– užtikrina medžiagų transportavimą;
– užtikrina ryšį tarp ląstelių daugialąsčių organizmų audiniuose.

Medžiagų patekimas į ląstelę

Ląstelės paviršius nėra ištisinis. Citoplazminėje membranoje yra daugybė mažyčių skylučių – porų, pro kurias su specialių baltymų pagalba arba be jų į ląstelę gali prasiskverbti jonai ir mažos molekulės. Be to, kai kurie jonai ir mažos molekulės gali patekti į ląstelę tiesiai per membraną. Svarbiausių jonų ir molekulių patekimas į ląstelę yra ne pasyvi difuzija, o aktyvus transportavimas, reikalaujantis energijos sąnaudų. Medžiagų transportavimas yra selektyvus. Atrankinis ląstelės membranos pralaidumas vadinamas pusiau pralaidumas.

Autorius fagocitozėĮ ląstelę patenka didelės molekulės organinių medžiagų, tokių kaip baltymai, polisacharidai, maisto dalelės, bakterijos. Fagocitozė atsiranda dalyvaujant plazminei membranai. Toje vietoje, kur ląstelės paviršius liečiasi su bet kokios tankios medžiagos dalele, membrana susilenkia, suformuoja įdubimą ir supa dalelę, kuri panardinama į ląstelės vidų „membraninėje kapsulėje“. Susidaro virškinimo vakuolė, joje suvirškinamos į ląstelę patekusios organinės medžiagos.

Gyvūnų ir žmonių amebos, blakstienos ir leukocitai minta fagocitoze. Leukocitai sugeria bakterijas, taip pat įvairias kietąsias daleles, kurios atsitiktinai patenka į organizmą, taip apsaugodami nuo patogeninių bakterijų. Augalų, bakterijų ir melsvadumblių ląstelės sienelė užkerta kelią fagocitozei, todėl toks medžiagų patekimo į ląstelę kelias juose nerealizuojamas.

Per plazminę membraną į ląstelę prasiskverbia ir skysčio lašai, kuriuose yra įvairių ištirpusių ir suspenduotų medžiagų.Šis reiškinys buvo vadinamas pinocitozė. Skysčių absorbcijos procesas yra panašus į fagocitozę. Skysčio lašas panardinamas į citoplazmą „membraninėje pakuotėje“. Organinės medžiagos, kurios patenka į ląstelę kartu su vandeniu, pradeda virškinti veikiant citoplazmoje esantiems fermentams. Pinocitozė yra plačiai paplitusi gamtoje ir ją vykdo visų gyvūnų ląstelės.

III. Sustiprinti išmoktą medžiagą

Kurie du didelės grupės Ar visi organizmai skirstomi pagal jų branduolio sandarą?
Kurios organelės būdingos tik augalų ląstelėms?
Kurios organelės būdingos tik gyvūnų ląstelėms?
Kuo skiriasi augalų ir gyvūnų ląstelių membranos struktūra?
Kokiais dviem būdais medžiagos patenka į ląstelę?
Kokia fagocitozės reikšmė gyvūnams?

Ląstelių organelės - patvarūs ląsteliniai organai, struktūros, užtikrinančios daugybės funkcijų įgyvendinimą ląstelės gyvavimo metu: genetinės informacijos išsaugojimas ir perdavimas, judėjimas, dalijimasis, medžiagų pernešimas, sintezė ir kt.

Į eukariotinių ląstelių organelius apima:

• chromosomos;
• ribosomos;
• mitochondrijos;
• ląstelės membrana;
• mikrofilamentai;
• mikrovamzdeliai;
• Golgi kompleksas;
• endoplazminis Tinklelis;
• lizosomos.

Branduolys taip pat paprastai klasifikuojamas kaip eukariotinių ląstelių organelės. Pagrindinis augalo ląstelės bruožas yra plastidų buvimas.

Augalų ląstelės struktūra:

Paprastai augalo ląstelė apima:

• membrana;
• citoplazma su organelėmis;
• celiuliozinis apvalkalas;
• vakuolės su ląstelių sultimis;
• šerdis.

Gyvūno ląstelės struktūra:

Gyvūno ląstelės struktūrą sudaro:

• citoplazma su organelėmis;
• branduolys su chromosomomis;
• išorinės membranos buvimas.

Kokią funkciją atlieka ląstelių organelės – lentelė

Organoidinis pavadinimas	Organoidinė struktūra	Organoido funkcijos
Endoplazminis tinklas (ER)	Plokščių sluoksnių sistema, sukurianti ertmes ir kanalus. Yra dviejų tipų: lygūs ir granuliuoti (yra ribosomos).	1. Padalija ląstelės citoplazmą į izoliuotas erdves, kad atjungtų daugumą lygiagrečių reakcijų. 2. Angliavandeniai ir riebalai sintetinami ant lygaus ER, o baltymai – granuliuotame ER. 3. Reikalingas pristatymui ir apyvartai maistinių medžiagų ląstelės viduje.
Mitochondrijos	Dydžiai svyruoja nuo 1 iki 7 mikronų. Mitochondrijų skaičius ląstelėje gali būti iki dešimčių tūkstančių. Išorinis mitochondrijų apvalkalas turi dvigubos membranos struktūrą. Išorinė membrana yra lygi. Vidinę sudaro kryžminės ataugos su kvėpavimo fermentais.	1. Užtikrinti ATP sintezę. 2. Energinė funkcija.
Ląstelės membrana	Jis turi trijų sluoksnių struktūrą. Sudėtyje yra trijų klasių lipidų: fosfolipidų, glikolipidų, cholesterolio.	1. Membranos struktūros palaikymas. 2. Įvairių molekulių judėjimas. 3. Atrankinis pralaidumas. 4. Signalų iš aplinkos priėmimas ir keitimas.
Šerdis	Didžiausia organelė, dedama į dviejų membranų apvalkalą. Jame yra chromatino ir „branduolių“ struktūros.	1. Genetinės informacijos saugojimas, taip pat jos perkėlimas į dukterines ląsteles dalijimosi proceso metu. 2. Chromosomose yra DNR. 3. Ribosomos susidaro branduolyje. 4. Ląstelių aktyvumo kontrolė.
Ribosomos	Mažos organelės, turinčios sferinę arba elipsoidinę formą. Skersmuo paprastai yra 15-30 nanometrų.	1. Užtikrinti baltymų sintezę.
Citoplazma	Vidinė ląstelės aplinka, kurioje yra branduolys ir kitos organelės. Struktūra smulkiagrūdė, pusiau skysta.	1. Transportavimo funkcija. 2. Būtinas organelių sąveikai. 2. Reguliuoja medžiagų apykaitos biocheminių procesų greitį.
Lizosomos	Įprastas sferinis membraninis maišelis, pripildytas virškinimo fermentų.	1. Įvairios funkcijos, kurios yra susijusios su molekulių ar struktūrų irimu.

Ląstelių organelės – vaizdo įrašas

Organoidai – nuolatiniai ir esminiai ląstelių komponentai; specializuotos ląstelės citoplazmos sritys, kurios turi specifinę struktūrą ir atlieka specifines funkcijas ląstelėje. Yra bendrosios ir specialiosios paskirties organoidai.

Bendrosios paskirties organelės yra daugumoje ląstelių (endoplazminis tinklas, mitochondrijos, plastidai, Golgi kompleksas, lizosomos, vakuolės, ląstelių centras, ribosomos). Specialios paskirties organelės būdingos tik specializuotoms ląstelėms (miofibrilėms, žvyneliams, blakstienoms, susitraukiančioms ir virškinimo vakuolėms). Organelės (išskyrus ribosomas ir ląstelės centrą) turi membraninę struktūrą.

Endoplazminis tinklas (ER) – Tai šakota tarpusavyje sujungtų ertmių, vamzdelių ir kanalų sistema, kurią sudaro elementarios membranos ir prasiskverbia per visą ląstelės storį. Porteris atidarė 1943 m. Ypač daug endoplazminio tinklo kanalų yra ląstelėse, kurių metabolizmas intensyvus. Vidutiniškai EPS tūris svyruoja nuo 30% iki 50% viso ląstelių tūrio. EPS yra labilus. Vidinių spragų ir kanos forma

žuvys, jų dydis, vieta ląstelėje ir kiekis keičiasi per gyvenimą. Gyvūnų ląstelė yra labiau išsivysčiusi. ER yra morfologiškai ir funkciškai susijęs su citoplazmos ribiniu sluoksniu, branduolio apvalkalu, ribosomomis, Golgi kompleksu ir vakuolėmis, kartu su jais sudarydamas vieną funkcinę ir struktūrinę sistemą medžiagų apykaitai ir energijai bei medžiagų judėjimui ląstelėje. . Mitochondrijos ir plastidai kaupiasi šalia endoplazminio tinklo.

Yra dviejų tipų EPS: grubus ir lygus. Riebalų ir angliavandenių sintezės sistemų fermentai yra lokalizuoti ant lygaus (agranulinio) ER membranų: čia vyksta angliavandenių ir beveik visų ląstelių lipidų sintezė. Ląstelėse vyrauja lygiosios endoplazminio tinklo membranos riebalinės liaukos, kepenyse (glikogeno sintezė), ląstelėse su didelis kiekis maistinės medžiagos (augalų sėklos). Ribosomos yra ant grubios (granuliuotos) EPS membranos, kur vyksta baltymų biosintezė. Dalis jų sintezuojamų baltymų yra įtraukiami į endoplazminio tinklo membraną, likusieji patenka į jo kanalų spindį, kur paverčiami ir pernešami į Golgi kompleksą. Ypač daug šiurkščių membranų yra liaukos ląstelėse ir nervinėse ląstelėse.

Ryžiai. Grubus ir lygus endoplazminis tinklas.

Ryžiai. Medžiagų pernešimas per branduolį – endoplazminis tinklas (ER) – Golgi kompleksinė sistema.

Endoplazminio tinklo funkcijos:

1) baltymų (šiurkštus EPS), angliavandenių ir lipidų sintezė (lygus EPS);

2) medžiagų transportavimas, tiek patekęs į ląstelę, tiek naujai susintetintas;

3) citoplazmos padalijimas į skyrius (kompartmentus), kuris užtikrina erdvinį fermentų sistemų atskyrimą, būtiną joms nuosekliai patekti į biochemines reakcijas.

Mitochondrijos – yra beveik visų tipų vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų ląstelėse (išskyrus žinduolių eritrocitus). Jų skaičius skirtingose ​​ląstelėse skiriasi ir priklauso nuo ląstelės funkcinio aktyvumo lygio. Žiurkių kepenų ląstelėje jų yra apie 2500, o kai kurių moliuskų patinų reprodukcinėje ląstelėje - 20 - 22. Skraidančių paukščių krūtinės raumenyse jų yra daugiau nei neskraidančių paukščių krūtinės raumenyje.

Mitochondrijos yra sferinės, ovalios ir cilindrinės formos. Matmenys yra 0,2 - 1,0 mikronų skersmens ir iki 5 - 7 mikronų ilgio.

Ryžiai. Mitochondrijos.

Gijinių formų ilgis siekia 15-20 mikronų. Išorėje mitochondrijas riboja lygi išorinė membrana, savo sudėtimi panaši į plazmalemą. Vidinė membrana sudaro daugybę ataugų - cristae - ir joje yra daug fermentų, ATP-some (grybų kūnų), dalyvaujančių maistinių medžiagų energijos pavertimo ATP energija procesuose. Kritų skaičius priklauso nuo ląstelės funkcijos. Raumenų mitochondrijose yra daug kristų, jos užima visą organelės vidinę ertmę. Embrioninių ląstelių mitochondrijose cristae yra reta. Augaluose vidinės membranos ataugos dažnai būna vamzdelių formos. Mitochondrijų ertmė užpildyta matrica, kurioje yra vandens, mineralinių druskų, fermentų baltymų ir aminorūgščių. Mitochondrijos turi autonominę baltymų sintezės sistemą: žiedinę DNR molekulę, Skirtingos rūšys RNR ir mažesnės ribosomos nei citoplazmoje.

Mitochondrijas glaudžiai jungia endoplazminio tinklo membranos, kurių kanalai dažnai atsiveria tiesiai į mitochondrijas. Didėjant organo apkrovai ir intensyvėjant energijos reikalaujantiems sintetiniams procesams, ypač daugėja kontaktų tarp EPS ir mitochondrijų. Mitochondrijų skaičius gali greitai padidėti dėl dalijimosi. Mitochondrijų gebėjimas daugintis atsiranda dėl jose esančios DNR molekulės, primenančios žiedinę bakterijų chromosomą.

Mitochondrijų funkcijos:

1) universalaus energijos šaltinio – ATP sintezė;

2) sintezė steroidiniai hormonai;

3) specifinių baltymų biosintezė.

Plastidai - membraninės struktūros organelės, būdingos tik augalų ląstelėms. Juose vyksta angliavandenių, baltymų ir riebalų sintezės procesai. Pagal pigmento kiekį jie skirstomi į tris grupes: chloroplastus, chromoplastus ir leukoplastus.

Chloroplastai turi santykinai pastovią elipsės arba lęšio formos formą. Didžiausias skersmuo yra 4–10 mikronų. Skaičius langelyje svyruoja nuo kelių vienetų iki kelių dešimčių. Jų dydis, spalvos intensyvumas, skaičius ir vieta ląstelėje priklauso nuo apšvietimo sąlygų, augalų rūšies ir fiziologinės būklės.

Ryžiai. Chloroplastas, struktūra.

Tai baltyminiai-lipidiniai kūnai, susidedantys iš 35-55% baltymų, 20-30% lipidų, 9% chlorofilo, 4-5% karotinoidų, 2-4% nukleorūgščių. Angliavandenių kiekis skiriasi; aptiktas tam tikras mineralinių medžiagų kiekis: Chlorofilas – organinės dvibazinės rūgšties esteris – chlorofilinas ir organiniai alkoholiai – metilas (CH 3 OH) ir fitolis (C 20 H 39 OH). Aukštesniuose augaluose chlorofilo a visada yra chloroplastuose – jis yra melsvai žalios spalvos, o chlorofilas b – geltonai žalios spalvos; Be to, chlorofilo kiekis yra kelis kartus didesnis.

Be chlorofilo, chloroplastuose yra pigmentų – karoteno C 40 H 56 ir ksantofilo C 40 H 56 O 2 ir kai kurių kitų pigmentų (karotinoidų). Žaliame lape geltoni chlorofilo palydovai yra užmaskuoti ryškesne žalia spalva. Tačiau rudenį, nukritus lapams, daugumoje augalų sunaikinamas chlorofilas ir tada nustatomas karotinoidų buvimas lape – lapas pagelsta.

Chloroplastas yra padengtas dvigubu apvalkalu, susidedančiu iš išorinės ir vidinės membranos. Vidinis turinys – stroma – turi lamelinę (lamelinę) struktūrą. Bespalvėje stromoje išskiriamos granos - žalios spalvos kūnai, 0,3 - 1,7 μm. Jie yra tilakoidų rinkinys – uždari kūnai plokščių pūslelių arba membraninės kilmės diskų pavidalu. Chlorofilas monomolekulinio sluoksnio pavidalu yra tarp baltymų ir lipidų sluoksnių, glaudžiai susiję su jais. Erdvinis pigmentų molekulių išsidėstymas chloroplastų membraninėse struktūrose yra labai tinkamas ir sukuria optimalias sąlygas efektyviausiam spinduliavimo energijos sugerimui, perdavimui ir panaudojimui. Lipidai sudaro bevandenius dielektrinius chloroplastų membranų sluoksnius, reikalingus elektronų transportavimo grandinės funkcionavimui. Jungčių vaidmenį elektronų pernešimo grandinėje atlieka baltymai (citochromai, plastochinonai, ferredoksinas, plastocianinas) ir individualūs cheminiai elementai– geležis, manganas ir kt. Chloroplasto grūdelių skaičius yra nuo 20 iki 200. Tarp grūdelių, jungiančių juos tarpusavyje, išsidėsčiusios stromos lamelės. Granuliuotos lamelės ir stromos lamelės turi membraninę struktūrą.

Vidinė chloroplasto struktūra leidžia erdviškai atskirti daugybę ir įvairių reakcijų, kurios kartu sudaro fotosintezės turinį.

Chloroplastuose, kaip ir mitochondrijose, yra specifinė RNR ir DNR, taip pat mažesnės ribosomos ir visas molekulinis arsenalas, būtinas baltymų biosintezei. Šiose organelėse yra pakankamai mRNR, kad būtų užtikrintas maksimalus baltymų sintezės sistemos aktyvumas. Tuo pačiu metu juose taip pat yra pakankamai DNR tam tikriems baltymams koduoti. Jie dauginasi dalijantis, paprastu susiaurėjimu.

Nustatyta, kad chloroplastai gali keisti savo formą, dydį ir padėtį ląstelėje, tai yra, gali judėti savarankiškai (chloroplastų taksi). Juose buvo rasta dviejų tipų susitraukiančių baltymų, dėl kurių, akivaizdu, aktyvus judėjimasšių organelių citoplazmoje.

Chromoplastai yra plačiai paplitę augalų generaciniuose organuose. Geltonai, oranžine, raudona spalva jie nuspalvina gėlių (vėdrų, jurginų, saulėgrąžų) ir vaisių (pomidorų, šermukšnių uogų, erškėtuogių) žiedlapius. IN vegetatyviniai organai chromoplastai yra daug rečiau paplitę.

Chromoplastų spalva atsiranda dėl karotinoidų – karotino, ksantofilo ir likopeno, kurie yra plastiduose. skirtinga būklė: kristalų pavidalu, lipoidų tirpalu arba kartu su baltymais.

Chromoplastai, lyginant su chloroplastais, turi paprastesnę struktūrą – jiems trūksta lamelinės struktūros. Cheminė sudėtis taip pat skiriasi: pigmentai – 20–50%, lipidai iki 50%, baltymai – apie 20%, RNR – 2-3%. Tai rodo mažesnį chloroplastų fiziologinį aktyvumą.

Leukoplastai neturi pigmentų ir yra bespalviai. Šios mažiausios plastidės yra apvalios, kiaušiniškos arba lazdelės formos. Ląstelėje jie dažnai grupuojami aplink branduolį.

Vidinė struktūra yra dar mažiau diferencijuota, palyginti su chloroplastais. Jie atlieka krakmolo, riebalų ir baltymų sintezę. Atsižvelgiant į tai, išskiriami trys leukoplastų tipai - amiloplastai (krakmolas), oleoplastai (augaliniai aliejai) ir proteoplastai (baltymai).

Leukoplastai atsiranda iš proplastidų, su kuriais jie yra panašūs savo forma ir struktūra, skiriasi tik dydžiu.

Visi plastidai yra genetiškai susiję vienas su kitu. Jie susidaro iš proplastidų - mažiausių bespalvių citoplazminių darinių, panašių į išvaizda su mitochondrijomis. Proplastidai randami sporose, kiaušinėliuose ir embriono augimo taško ląstelėse. Chloroplastai (šviesoje) ir leukoplastai (tamsoje) susidaro tiesiogiai iš proplastidų, o iš jų išsivysto chromoplastai, kurie yra galutinis plastidų evoliucijos produktas ląstelėje.

Golgi kompleksas – pirmą kartą 1898 metais gyvūnų ląstelėse atrado italų mokslininkas Golgi. Tokia yra sistema vidines ertmes, cisternos (5-20), esančios arti viena kitos ir lygiagrečios viena kitai, bei didelės ir mažos vakuolės. Visos šios formacijos turi membraninę struktūrą ir yra specializuotos endoplazminio tinklo sekcijos. Gyvūnų ląstelėse Golgi kompleksas yra geriau išvystytas nei augalų ląstelėse; pastarosiose ji vadinama diktiozomomis.

Ryžiai. Golgi komplekso struktūra.

Baltymai ir lipidai, patekę į lamelinį kompleksą, patiria įvairias transformacijas, kaupiasi, rūšiuojasi, supakuojasi į sekrecines pūsleles ir yra transportuojami į paskirties vietą: į įvairias struktūras ląstelės viduje ar už jos ribų. Golgi komplekso membranos taip pat sintetina polisacharidus ir formuoja lizosomas. Pieno liaukų ląstelėse Golgi kompleksas dalyvauja formuojant pieną, o kepenų ląstelėse – tulžį.

Golgi komplekso funkcijos:

1) baltymų, riebalų, polisacharidų ir ląstelėje susintetintų bei iš išorės gaunamų medžiagų koncentracija, dehidratacija ir sutankinimas;

2) kompleksinių organinių medžiagų kompleksų surinkimas ir paruošimas pašalinti iš ląstelės (celiuliozė ir hemiceliuliozė augaluose, glikoproteinai ir glikolipidai gyvūnuose);

3) polisacharidų sintezė;

4) pirminių lizosomų susidarymas.

Lizosomos - maži ovalūs kūnai, kurių skersmuo 0,2-2,0 mikronų. Centrinę padėtį užima vakuolė, kurioje yra 40 (pagal įvairius šaltinius 30-60) hidrolizinių fermentų, galinčių skaidyti baltymus, nukleino rūgštis, polisacharidus, lipidus ir kitas medžiagas rūgščioje aplinkoje (pH 4,5-5).

Aplink šią ertmę yra stroma, iš išorės padengta elementaria membrana. Medžiagų skaidymas fermentų pagalba vadinamas lize, todėl organelė vadinama lizosoma. Lizosomų susidarymas vyksta Golgi komplekse. Pirminės lizosomos tiesiogiai artėja prie pinocitotinių arba fagocitozinių vakuolių (endosomų) ir supila savo turinį į jų ertmę, sudarydamos antrines lizosomas (fagosomas), kuriose vyksta medžiagų virškinimas. Lizės produktai per lizosomų membraną patenka į citoplazmą ir yra įtraukiami į tolesnį metabolizmą. Antrinės lizosomos su nesuvirškintų medžiagų likučiais vadinamos liekamaisiais kūnais. Antrinių lizosomų pavyzdys yra pirmuonių virškinimo vakuolės.

Lizosomų funkcijos:

1) tarpląstelinis maisto makromolekulių ir pašalinių komponentų, patenkančių į ląstelę kankorėžinės ir fagocitozės metu, virškinimas, aprūpinant ląstelę papildomomis žaliavomis biocheminiams ir energetiniams procesams;

2) pasninko metu lizosomos suvirškina kai kuriuos organelius ir kuriam laikui papildo maisto medžiagų atsargas;

3) laikinų embrionų ir lervų organų (varlės uodegos ir žiaunų) naikinimas poembrioninio vystymosi metu;

Ryžiai. Lizosomų susidarymas

Vakuolės – skysčiu užpildytos augalų ląstelių ir protistų citoplazmos ertmės. Jie turi pūslelių, plonų kanalėlių ir kt. Vakuolės susidaro iš endoplazminio tinklo pratęsimų ir Golgi komplekso pūslelių kaip ploniausios ertmės, tada ląstelei augant ir kaupiant medžiagų apykaitos produktus jų tūris didėja, o jų skaičius mažėja. Išsivysčiusi, suformuota ląstelė paprastai turi vieną didelę vakuolę, užimančią centrinę padėtį.

Augalų ląstelių vakuolės užpildytos ląstelių sultimis, kurios yra organinių (obuolių, oksalo, citrinų rūgščių, cukrų, inulino, aminorūgščių, baltymų, taninų, alkaloidų, gliukozidų) ir mineralinių medžiagų (nitratų, chloridų, fosfatų) vandeninis tirpalas. medžiagų.

Protistams randamos virškinimo vakuolės ir susitraukiančios vakuolės.

Vakuolių funkcijos:

1) rezervinių maistinių medžiagų ir išskyrimo talpyklų saugojimas (augaluose);

2) apibrėžti ir palaikyti osmoso slėgis ląstelėse;

3) užtikrinti tarpląstelinį virškinimą protistams.

Ryžiai. Korinio ryšio centras.

Ląstelės centras paprastai yra šalia branduolio ir susideda iš dviejų centriolių, esančių statmenai vienas kitam ir apsuptų spinduliavimo sferos. Kiekviena centriolė yra tuščiaviduris cilindrinis 0,3–0,5 µm ilgio ir 0,15 µm ilgio kūnas, kurio sienelę sudaro 9 mikrovamzdelių tripletai. Jei centriolė yra blakstienų arba žvynelių apačioje, tada ji vadinama bazinis kūnas.

Prieš dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius ir šalia kiekvieno iš jų atsiranda dukterinė centriolė. Iš centriolių, esančių skirtinguose ląstelės poliuose, susidaro mikrovamzdeliai, kurie auga vienas kito link. Jie sudaro mitozinį veleną, kuris skatina vienodą genetinės medžiagos pasiskirstymą tarp dukterinių ląstelių, ir yra citoskeleto organizavimo centras. Kai kurie verpstės siūlai yra prijungti prie chromosomų. Aukštesniųjų augalų ląstelėse ląstelių centras centriolių neturi.

Centrioliai yra savaime besidauginančios citoplazmos organelės. Jie atsiranda dėl esamų dubliavimo. Tai atsitinka, kai centrioliai atsiskiria. Nesubrendusiame centriole yra 9 pavieniai mikrovamzdeliai; Matyt, kiekvienas mikrotubulas yra šablonas, skirtas subrendusiam centriolei būdingiems tripletams surinkti.

Centrosoma būdinga gyvūnų ląstelėms, kai kuriems grybams, dumbliams, samanoms ir paparčiams.

Ląstelių centro funkcijos:

1) dalijimosi polių susidarymas ir suklio mikrovamzdelių susidarymas.

Ribosomos - mažos sferinės organelės, nuo 15 iki 35 nm. Jie susideda iš dviejų subvienetų: didelio (60S) ir mažo (40S). Sudėtyje yra apie 60% baltymų ir 40% ribosomų RNR. rRNR molekulės sudaro jos struktūrinę struktūrą. Dauguma baltymų yra konkrečiai susiję su tam tikrose srityse rRNR. Kai kurie baltymai į ribosomas patenka tik baltymų biosintezės metu. Ribosomų subvienetai susidaro branduoliuose. ir per branduolio apvalkalo poras patenka į citoplazmą, kur yra arba ant EPA membranos, arba išorinėje branduolio apvalkalo pusėje, arba laisvai citoplazmoje. Pirmiausia nukleolinėje DNR sintetinamos rRNR, kurios vėliau padengiamos ribosominiais baltymais, ateinančiais iš citoplazmos, suskaldomi iki reikiamo dydžio ir sudaro ribosominius subvienetus. Branduolyje nėra visiškai susiformavusių ribosomų. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, dažniausiai baltymų biosintezės metu. Palyginti su mitochondrijomis, plastidėmis ir prokariotinėmis ląstelėmis, ribosomos eukariotinių ląstelių citoplazmoje yra didesnės. Jie gali sujungti 5-70 vienetų į polisomas.

Ribosomų funkcijos:

1) dalyvavimas baltymų biosintezėje.

Ryžiai. 287. Ribosoma: 1 - mažas subvienetas; 2 - didelis subvienetas.

Cilia, flagella – citoplazmos ataugos, padengtos elementaria membrana, po kuria yra 20 mikrovamzdelių, sudarančių 9 poras išilgai periferijos ir dvi pavienes centre. Blakstienų ir žvynelių apačioje yra baziniai kūnai. Žiedynų ilgis siekia 100 µm. Blakstienos yra trumpos - 10-20 mikronų - žvyneliai. Žievelių judėjimas yra varžto formos, o blakstienų judėjimas yra irklo formos. Blakstienos ir žvynelių dėka juda bakterijos, protistai, blakstienoti gyvūnai, juda dalelės ar skysčiai (blakstieninio epitelio blakstienos kvėpavimo takai, kiaušintakiai), lytinės ląstelės (spermatozoidai).

Ryžiai. Eukariotų žvynelių ir blakstienų struktūra

Inkliuzai - laikini citoplazmos komponentai, atsirandantys ir išnykstantys. Paprastai jie tam tikrais etapais yra ląstelėse gyvenimo ciklas. Intarpų specifiškumas priklauso nuo atitinkamų audinių ląstelių ir organų specifiškumo. Inkliuzai daugiausia randami augalų ląstelėse. Jie gali atsirasti hialoplazmoje, įvairiose organelėse, rečiau – ląstelės sienelėje.

Funkciniu požiūriu inkliuzai yra arba laikinai pašalinami iš ląstelių metabolizmo junginiai (rezervinės medžiagos – krakmolo grūdeliai, lipidų lašeliai ir baltymų nuosėdos), arba galutiniai produktai metabolizmas (kai kurių medžiagų kristalai).

Krakmolo grūdeliai. Tai dažniausiai pasitaikantys augalų ląstelių intarpai. Krakmolas augaluose laikomas tik krakmolo grūdelių pavidalu. Jie susidaro tik gyvų ląstelių plastidų stromoje. Fotosintezės metu susidaro žali lapai asimiliacija, arba pirminis krakmolo. Asimiliacinis krakmolas nesikaupia lapuose ir, greitai hidrolizuodamas į cukrų, suteka į augalo dalis, kuriose jis kaupiasi. Ten jis vėl virsta krakmolu, kuris vadinamas antraeilis. Antrinis krakmolas taip pat susidaro tiesiogiai gumbuose, šakniastiebiuose, sėklose, tai yra, kur jis laikomas. Tada jie jam paskambina atsarginis. Krakmolą kaupiantys leukoplastai vadinami amiloplastai. Ypač daug krakmolo turi sumedėjusių augalų sėklos, požeminiai ūgliai (stiebagumbiai, svogūnėliai, šakniastiebiai), sumedėjusių augalų šaknų ir stiebų laidžių audinių parenchima.

Lipidų lašai. Aptinkama beveik visose augalų ląstelėse. Sėklos ir vaisiai juose yra turtingiausi. Riebaliniai aliejai lipidų lašelių pavidalu yra antra pagal svarbą rezervinių maistinių medžiagų forma (po krakmolo). Kai kurių augalų (saulėgrąžų, medvilnės ir kt.) sėklos gali sukaupti iki 40% aliejaus pagal sausosios medžiagos svorį.

Lipidų lašeliai, kaip taisyklė, kaupiasi tiesiai hialoplazmoje. Tai sferiniai kūnai, dažniausiai submikroskopinio dydžio. Lipidų lašeliai gali kauptis ir leukoplastuose, kurie vadinami elaioplastai.

Baltymų intarpai susidaro įvairiose ląstelės organelėse įvairių formų ir struktūrų amorfinių arba kristalinių nuosėdų pavidalu. Dažniausiai kristalų galima rasti branduolyje – nukleoplazmoje, kartais perinuklearinėje erdvėje, rečiau hialoplazmoje, plastidinėje stromoje, ER cisternų tęsiniuose, peroksisominėje matricoje ir mitochondrijose. Vakuolėse yra ir kristalinių, ir amorfinių baltymų inkliuzų. IN didžiausias skaičius baltymų kristalai randami sausų sėklų saugojimo ląstelėse vadinamųjų pavidalu aleuronas 3 grūdai arba baltyminiai kūnai.

Sandėliavimo baltymus sintezuoja ribosomos sėklų vystymosi metu ir nusėda į vakuoles. Kai sėklos sunoksta, kartu su dehidratacija, baltymų vakuolės išdžiūsta ir baltymai kristalizuojasi. Dėl to subrendusioje sausoje sėkloje baltymų vakuolės virsta baltymų kūnais (aleurono grūdeliais).

Organoidai- nuolatiniai, būtinai esantys, specifines funkcijas atliekantys ląstelės komponentai.

Endoplazminis Tinklelis

Endoplazminis tinklas (ER), arba endoplazminis tinklas (ER), yra vienos membranos organelė. Tai membranų sistema, sudaranti "cisternas" ir kanalus, sujungtus vienas su kitu ir ribojančius vieną vidinę erdvę - EPS ertmes. Iš vienos pusės membranos yra sujungtos su citoplazmine membrana, o iš kitos – su išorine branduolio membrana. Yra dviejų tipų EPS: 1) šiurkštus (granuliuotas), kurio paviršiuje yra ribosomų, ir 2) lygus (agranulinis), kurio membranos ribosomų neneša.

Funkcijos: 1) medžiagų pernešimas iš vienos ląstelės dalies į kitą, 2) ląstelės citoplazmos padalijimas į skyrius ("skyrius"), 3) angliavandenių ir lipidų sintezė (sklandus ER), 4) baltymų sintezė (šiurkštus ER), 5) Golgi aparato formavimosi vieta .

Arba Golgi kompleksas, yra vienos membranos organelė. Jį sudaro suplotų „cisternų“ su praplatintais kraštais krūvos. Su jomis susijusi mažų vienamembranių pūslelių (Golgi pūslelių) sistema. Kiekvienas kaminas paprastai susideda iš 4-6 „cisternų“, yra struktūrinis ir funkcinis Golgi aparato vienetas ir vadinamas diktiozomu. Diktiosomų skaičius ląstelėje svyruoja nuo vieno iki kelių šimtų. Augalų ląstelėse išskiriamos diktiosomos.

Golgi aparatas dažniausiai yra šalia ląstelės branduolio (gyvūnų ląstelėse, dažnai netoli ląstelės centro).

Golgi aparato funkcijos: 1) baltymų, lipidų, angliavandenių kaupimas, 2) įeinančių organinių medžiagų modifikavimas, 3) baltymų, lipidų, angliavandenių „pakavimas“ į membranines pūsleles, 4) baltymų, lipidų, angliavandenių sekrecija, 5) angliavandenių ir lipidų sintezė. , 6) lizosomų susidarymo vieta Sekretorinė funkcija yra svarbiausias, todėl Golgi aparatas yra gerai išvystytas sekrecinėse ląstelėse.

Lizosomos

Lizosomos- vienos membranos organelės. Tai maži burbuliukai (skersmuo nuo 0,2 iki 0,8 mikrono), kuriuose yra hidrolizinių fermentų rinkinys. Fermentai sintetinami ant grubios ER ir keliauja į Golgi aparatą, kur modifikuojami ir supakuojami į membranines pūsleles, kurios, atsiskyrus nuo Golgi aparato, pačios tampa lizosomomis. Lizosomoje gali būti nuo 20 iki 60 skirtingų hidrolizinių fermentų tipų. Medžiagų skaidymas naudojant fermentus vadinamas lizės.

Yra: 1) pirminės lizosomos, 2) antrinės lizosomos. Pirminėmis vadinamos lizosomos, kurios yra atskirtos nuo Golgi aparato. Pirminės lizosomos yra faktorius, užtikrinantis fermentų egzocitozę iš ląstelės.

Antrinės vadinamos lizosomomis, susidarančiomis susiliejus pirminėms lizosomoms su endocitinėmis vakuolėmis. Tokiu atveju jie virškina medžiagas, kurios patenka į ląstelę fagocitozės arba pinocitozės būdu, todėl jas galima vadinti virškinimo vakuolėmis.

Autofagija- ląstelei nereikalingų struktūrų naikinimo procesas. Pirma, sunaikinama struktūra yra apsupta viena membrana, tada susidariusi membraninė kapsulė susilieja su pirmine lizosoma, todėl susidaro antrinė lizosoma (autofaginė vakuolė), kurioje ši struktūra suvirškinama. Virškinimo produktus absorbuoja ląstelės citoplazma, tačiau dalis medžiagos lieka nesuvirškinta. Antrinė lizosoma, kurioje yra ši nesuvirškinta medžiaga, vadinama likutiniu kūnu. Egzocitozės būdu iš ląstelės pašalinamos nesuvirškintos dalelės.

Autolizė- ląstelių savęs sunaikinimas, atsirandantis dėl lizosomų turinio išsiskyrimo. Paprastai autolizė vyksta metamorfozės metu (varlių buožgalvio uodegos išnykimas), gimdos involiucija po gimdymo ir audinių nekrozės srityse.

Lizosomų funkcijos: 1) tarpląstelinis organinių medžiagų virškinimas, 2) nereikalingų ląstelinių ir neląstelinių struktūrų naikinimas, 3) dalyvavimas ląstelių persitvarkymo procesuose.

Vakuolės

Vakuolės- vienos membranos organelės, užpildytos „talpyklomis“. vandeniniai tirpalai organinės ir neorganinės medžiagos. ER ir Golgi aparatai dalyvauja formuojant vakuoles. Jaunų augalų ląstelėse yra daug mažų vakuolių, kurios, ląstelėms augant ir diferencijuojantis, susilieja viena su kita ir sudaro vieną didelę centrinė vakuolė. Centrinė vakuolė gali užimti iki 95% subrendusios ląstelės tūrio, branduolys ir organelės yra stumiami link ląstelės membranos. Membrana, ribojanti augalo vakuolę, vadinama tonoplastu. Skystis, kuris užpildo augalo vakuolę, vadinamas ląstelių sultys. Į ląstelių sulčių sudėtį įeina vandenyje tirpios organinės ir neorganinės druskos, monosacharidai, disacharidai, aminorūgštys, galutiniai arba toksiški medžiagų apykaitos produktai (glikozidai, alkaloidai) ir kai kurie pigmentai (antocianinai).

Gyvūnų ląstelėse yra mažų virškinimo ir autofagijos vakuolių, priklausančių antrinių lizosomų grupei ir turinčių hidrolizinių fermentų. Vienaląsčiai gyvūnai taip pat turi susitraukiančias vakuoles, kurios atlieka osmoreguliacijos ir išskyrimo funkciją.

Vakuolės funkcijos: 1) vandens kaupimas ir saugojimas, 2) reguliavimas vandens-druskos metabolizmas, 3) palaikyti turgorinį slėgį, 4) kaupti vandenyje tirpius metabolitus, atsargines maistines medžiagas, 5) spalvinti žiedus ir vaisius ir taip pritraukti apdulkintojus bei sėklų platintojus, 6) matyti lizosomų funkcijas.

Susidaro endoplazminis tinklas, Golgi aparatas, lizosomos ir vakuolės vienas vakuolinis ląstelės tinklas, kurio atskiri elementai gali transformuotis vienas į kitą.

Mitochondrijos

1 - išorinė membrana;
2 - vidinė membrana; 3 - matrica; 4 - crista; 5 - daugiafermentinė sistema; 6 - žiedinė DNR.

Mitochondrijų forma, dydis ir skaičius labai skiriasi. Mitochondrijos gali būti lazdelės formos, apvalios, spiralės, puodelio formos arba šakotos formos. Mitochondrijų ilgis svyruoja nuo 1,5 iki 10 µm, skersmuo – nuo ​​0,25 iki 1,00 µm. Mitochondrijų skaičius ląstelėje gali siekti kelis tūkstančius ir priklauso nuo ląstelės metabolinio aktyvumo.

Mitochondriją riboja dvi membranos. Išorinė mitochondrijų membrana (1) yra lygi, vidinė (2) sudaro daugybę raukšlių - kristas(4). Cristae padidina vidinės membranos paviršiaus plotą, ant kurio yra multifermentinės sistemos (5), dalyvaujančios ATP molekulių sintezėje. Vidinė mitochondrijų erdvė užpildyta matrica (3). Matricoje yra žiedinė DNR (6), specifinė mRNR, prokariotinio tipo ribosomos (70S tipo) ir Krebso ciklo fermentai.

Mitochondrijų DNR nėra susijusi su baltymais („nuoga“), yra prijungta prie vidinės mitochondrijos membranos ir neša informaciją apie 30 baltymų struktūrą. Norint sukurti mitochondriją, reikia daug daugiau baltymų, todėl informacija apie daugumą mitochondrijų baltymų yra branduolio DNR, o šie baltymai sintetinami ląstelės citoplazmoje. Mitochondrijos gali savarankiškai daugintis dalijantis į dvi dalis. Tarp išorinės ir vidinės membranos yra protonų rezervuaras, kur vyksta H + kaupimasis.

Mitochondrijų funkcijos: 1) ATP sintezė, 2) organinių medžiagų skaidymas deguonimi.

Remiantis viena hipoteze (simbiogenezės teorija), mitochondrijos atsirado iš senovinių laisvai gyvenančių aerobinių prokariotinių organizmų, kurie, netyčia prasiskverbę į šeimininko ląstelę, vėliau su ja sudarė abipusiai naudingą simbiotinį kompleksą. Šią hipotezę patvirtina šie duomenys. Pirma, mitochondrijų DNR turi tas pačias struktūrines savybes kaip ir DNR šiuolaikinės bakterijos(uždarytas žiede, nesusijęs su baltymais). Antra, mitochondrijų ribosomos ir bakterinės ribosomos priklauso tam pačiam tipui - 70S tipui. Trečia, mitochondrijų dalijimosi mechanizmas yra panašus į bakterijų. Ketvirta, mitochondrijų ir bakterijų baltymų sintezę slopina tie patys antibiotikai.

Plastidai

1 - išorinė membrana; 2 - vidinė membrana; 3 - stroma; 4 - tilakoidas; 5 - grana; 6 - lamelės; 7 - krakmolo grūdeliai; 8 - lipidų lašai.

Plastidės būdingos tik augalų ląstelėms. Išskirti trys pagrindiniai plastidų tipai: leukoplastai – bespalvės plastidės nespalvotų augalų dalių ląstelėse, chromoplastai – spalvotos plastidės dažniausiai geltonos, raudonos ir oranžinės gėlės chloroplastai yra žali plastidai.

Chloroplastai. Aukštesnių augalų ląstelėse chloroplastai turi abipus išgaubto lęšio formą. Chloroplastų ilgis svyruoja nuo 5 iki 10 µm, skersmuo – nuo ​​2 iki 4 µm. Chloroplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana (1) yra lygi, vidinė (2) turi sudėtingą sulankstytą struktūrą. Mažiausia raukšlė vadinama tilakoidas(4). Tylakoidų grupė, išsidėsčiusi kaip monetų šūsnis, vadinama aspektas(5). Chloroplaste yra vidutiniškai 40–60 grūdelių, išsidėsčiusių šaškių lentos tvarka. Granos yra sujungtos viena su kita plokščiais kanalais - lamelės(6). Tilakoidinėse membranose yra fotosintezės pigmentų ir fermentų, kurie užtikrina ATP sintezę. Pagrindinis fotosintezės pigmentas yra chlorofilas, kuris lemia žalią chloroplastų spalvą.

Vidinė chloroplastų erdvė yra užpildyta stroma(3). Stromoje yra apvali „plika“ DNR, 70S tipo ribosomos, Kalvino ciklo fermentai ir krakmolo grūdeliai (7). Kiekvieno tilakoido viduje yra protonų rezervuaras, o H + kaupiasi. Chloroplastai, kaip ir mitochondrijos, geba autonomiškai daugintis dalindamiesi į dvi dalis. Jų yra aukštesniųjų augalų žaliųjų dalių ląstelėse, ypač daug chloroplastų lapuose ir žaliuose vaisiuose. Žemesnių augalų chloroplastai vadinami chromatoforais.

Chloroplastų funkcijos: fotosintezė. Manoma, kad chloroplastai atsirado iš senovės endosimbiotinių melsvadumblių (simbiogenezės teorija). Šios prielaidos pagrindas yra chloroplastų ir šiuolaikinių bakterijų panašumas pagal daugybę savybių (apvali, „nuoga“ DNR, 70S tipo ribosomos, dauginimosi metodas).

Leukoplastai. Forma skiriasi (sferinė, apvali, kupeta ir kt.). Leukoplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana lygi, vidinė sudaro nedaug tilakoidų. Stromoje yra žiedinė „nuoga“ DNR, 70S tipo ribosomos, fermentai rezervinių maistinių medžiagų sintezei ir hidrolizei. Pigmentų nėra. Ypač daug leukoplastų turi augalo požeminių organų ląstelės (šaknys, gumbai, šakniastiebiai ir kt.). Leukoplastų funkcijos: rezervinių maistinių medžiagų sintezė, kaupimas ir saugojimas. Amiloplastai- leukoplastai, kurie sintetina ir kaupia krakmolą, elaioplastai- aliejus, proteinoplastai- baltymai. Tame pačiame leukoplaste gali kauptis skirtingos medžiagos.

Chromoplastai. Apribotas dviem membranomis. Išorinė membrana lygi, vidinė arba lygi, arba sudaro pavienius tilakoidus. Stromoje yra žiedinė DNR ir pigmentai – karotenoidai, kurie suteikia chromoplastams geltoną, raudoną arba oranžinę spalvą. Pigmentų kaupimosi forma yra skirtinga: kristalų pavidalo, ištirpusių lipidų lašeliuose (8) ir kt. Esama subrendusių vaisių, žiedlapių, rudeninių lapų, retai – šakniavaisių ląstelėse. Chromoplastai laikomi paskutiniu plastidų vystymosi etapu.

Chromoplastų funkcijos: dažyti gėles ir vaisius ir taip pritraukti apdulkintojus bei sėklų platintojus.

Iš proplastidų galima suformuoti visų tipų plastidus. Proplastidai- mažos organelės, esančios meristematiniuose audiniuose. Kadangi plastidų kilmė yra bendra, galimos jų tarpusavio konversijos. Leukoplastai gali virsti chloroplastais (bulvių gumbų žalėjimas šviesoje), chloroplastai – chromoplastais (lapų pageltimas ir vaisių paraudimas). Manoma, kad chromoplastų pavertimas leukoplastais arba chloroplastais yra neįmanomas.

Ribosomos

1 - didelis subvienetas; 2 - mažas subvienetas.

Ribosomos- nemembraninės organelės, kurių skersmuo apytiksliai 20 nm. Ribosomos susideda iš dviejų subvienetų – didelio ir mažo, į kuriuos jos gali išsiskirti. Ribosomų cheminė sudėtis yra baltymai ir rRNR. rRNR molekulės sudaro 50–63% ribosomos masės ir sudaro jos struktūrinį karkasą. Yra dviejų tipų ribosomos: 1) eukariotinės (su nusėdimo konstantomis visai ribosomai – 80S, mažo subvieneto – 40S, didžiosios – 60S) ir 2) prokariotinės (atitinkamai 70S, 30S, 50S).

Eukariotų tipo ribosomose yra 4 rRNR molekulės ir apie 100 baltymų molekulių, o prokariotinio tipo yra 3 rRNR molekulės ir apie 55 baltymų molekulės. Baltymų biosintezės metu ribosomos gali „dirbti“ atskirai arba susijungti į kompleksus - poliribosomos (polisomos). Tokiuose kompleksuose jie yra sujungti vienas su kitu viena mRNR molekule. Prokariotinės ląstelės turi tik 70S tipo ribosomas. Eukariotinės ląstelės turi ir 80S tipo ribosomas (šiurkščios EPS membranos, citoplazma), ir 70S tipo (mitochondrijas, chloroplastus).

Eukariotų ribosomų subvienetai susidaro branduolyje. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, dažniausiai baltymų biosintezės metu.

Ribosomų funkcijos: polipeptidinės grandinės surinkimas (baltymų sintezė).

Citoskeletas

Citoskeletas susidaro iš mikrovamzdelių ir mikrofilamentų. Mikrovamzdeliai yra cilindrinės, neišsišakojusios struktūros. Mikrovamzdelių ilgis svyruoja nuo 100 µm iki 1 mm, skersmuo yra maždaug 24 nm, sienelės storis 5 nm. Pagrindinis cheminis komponentas- tubulino baltymas. Mikrovamzdelius sunaikina kolchicinas. Mikrofilamentai yra gijos, kurių skersmuo yra 5-7 nm ir susideda iš baltymo aktino. Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai sudaro sudėtingus pynimus citoplazmoje. Citoskeleto funkcijos: 1) ląstelės formos nustatymas, 2) organelių palaikymas, 3) verpstės formavimas, 4) dalyvavimas ląstelių judesiuose, 5) citoplazminio srauto organizavimas.

Apima dvi centrioles ir centrosferą. Centriolė yra cilindras, kurio sienelę sudaro devynios trijų susiliejusių mikrovamzdelių grupės (9 tripletai), tam tikrais intervalais sujungtų kryžminėmis jungtimis. Centrioliai yra sujungti poromis, kur jie yra stačiu kampu vienas kito atžvilgiu. Prieš ląstelių dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius, o šalia kiekvieno iš jų atsiranda dukterinė centriolė. Jie sudaro dalijimosi veleną, kuris prisideda prie tolygaus genetinės medžiagos pasiskirstymo tarp dukterinių ląstelių. Aukštesniųjų augalų ląstelėse (gymnosėkliai, gaubtasėkliai) ląstelės centre centriolių nėra. Centrioliai yra savaime besidauginančios citoplazmos organelės; jos atsiranda dėl esamų centriolių dubliavimo. Funkcijos: 1) chromosomų nukrypimo į ląstelės polius užtikrinimas mitozės ar mejozės metu, 2) citoskeleto organizavimo centras.

Judėjimo organoidai

Ne visose ląstelėse. Judėjimo organelės apima blakstienas (blakstienas, kvėpavimo takų epitelis), žvynelius (flagelatus, spermatozoidus), pseudopodus (šakniastiebius, leukocitus), miofibriles ( raumenų ląstelės) ir kt.

Vėliava ir blakstienos- gijų formos organelės, atstovaujančios membrana apribotą aksonemą. Aksonema yra cilindro formos struktūra; cilindro sienelę sudaro devynios poros mikrovamzdelių, jo centre yra du pavieniai mikrovamzdeliai. Aksonemos pagrinde yra baziniai kūnai, kuriuos vaizduoja du vienas kitą statmenos centriolės (kiekvienas bazinis kūnas susideda iš devynių mikrovamzdelių tripletų; jo centre mikrovamzdelių nėra). Žvynelinės ilgis siekia 150 mikronų, blakstienos kelis kartus trumpesnės.

Miofibrilės susideda iš aktino ir miozino miofilamentų, kurie užtikrina raumenų ląstelių susitraukimą.

Eiti į paskaitos Nr.6"Eukariotinė ląstelė: citoplazma, ląstelės membrana, ląstelių membranų struktūra ir funkcijos"

Organelės, dar žinomos kaip organelės, yra tinkamo ląstelės vystymosi pagrindas. Tai nuolatinės, tai yra neišnykstančios struktūros, turinčios tam tikrą struktūrą, nuo kurios tiesiogiai priklauso jų atliekamos funkcijos. Yra šie organelių tipai: dviguba membrana ir viena membrana. Ląstelių organelių struktūra ir funkcijos nusipelno ypatingas dėmesys teoriniam ir, jei įmanoma, praktiniam tyrimui, nes šios struktūros, nepaisant mažų dydžių, neatskiriamų be mikroskopo, užtikrina visų be išimties organų ir viso organizmo gyvybingumo palaikymą.

Dvigubos membranos organelės yra plastidės, ląstelės branduolys ir mitochondrijos. Vakuolinės sistemos vienos membranos organelės, būtent: eps, lizosomos, Golgi kompleksas (aparatas), įvairios vakuolės. Taip pat yra nemembraninių organelių – ląstelės centras ir ribosomos. Bendra membraninių tipų organelių savybė yra ta, kad jie susidaro iš biologinių membranų. Augalinė ląstelė savo struktūra skiriasi nuo gyvūninės, o tai ne mažiau palengvina fotosintezės procesai. Fotosintezės procesų diagramą galima perskaityti atitinkamame straipsnyje. Ląstelių organelių sandara ir funkcijos rodo, kad norint užtikrinti nepertraukiamą jų veikimą, būtina, kad kiekvienas atskirai dirbtų be gedimų.

Ląstelės sienelę arba matricą sudaro celiuliozė ir su ja susijusi struktūra, hemiceliuliozė, taip pat pektinai. Sienų funkcijos – apsauga nuo neigiamą įtaką iš išorės, atraminis, transportavimas (maisto medžiagų ir vandens pernešimas iš vienos struktūrinio vieneto dalies į kitą), buferis.

Branduolys susideda iš dvigubos membranos su įdubimais – poromis, nukleoplazma, kurioje yra chromatino, ir branduoliais, kuriuose saugoma paveldima informacija.

Vakuolė yra ne kas kita, kaip ER sekcijų susiliejimas, apsuptas specifinės membranos, vadinamos tonoplastu, kuri reguliuoja procesą, vadinamą išskyrimu, ir jo atvirkštinę dalį – reikalingų medžiagų tiekimą.

ER yra kanalas, sudarytas iš dviejų tipų membranų – lygių ir šiurkščių. EPR atliekamos funkcijos yra sintezė ir transportavimas.

Ribosomos – atlieka baltymų sintezės funkciją.

Pagrindinės organelės yra: mitochondrijos, plastidai, sferosomos, citosomos, lizosomos, peroksisomos, AG ir translosomos.

Lentelė. Ląstelių organelės ir jų funkcijos

Šioje lentelėje pateikiamos visos turimos augalų ir gyvūnų ląstelių organelės.

Organoidas (Organella)	Struktūra	Funkcijos
Citoplazma	Vidinę pusiau skystą medžiagą, ląstelių aplinkos pagrindą, sudaro smulkiagrūdė struktūra. Sudėtyje yra branduolys ir organelių rinkinys.	Branduolio ir organelių sąveika. Medžiagų gabenimas.
Šerdis	Sferinės arba ovalios. Susidaro branduolinis apvalkalas, susidedantis iš dviejų membranų su poromis. Yra pusiau skysta matrica, vadinama karioplazma arba ląstelių sultimis.Chromatinas arba DNR grandinės sudaro tankias struktūras, vadinamas chromosomomis. Branduoliai yra mažiausi, suapvalinti branduolio kūnai.	Reguliuoja visus biosintezės procesus, tokius kaip medžiagų apykaita ir energija, perduoda paveldimą informaciją.Karioplazma riboja branduolį nuo citoplazmos, be to, leidžia vykdyti mainus tarp paties branduolio ir citoplazmos. DNR yra paveldima ląstelės informacija, todėl branduolys yra visos informacijos apie kūną saugotojas. Branduoliuose sintetinami RNR ir baltymai, iš kurių vėliau susidaro ribosomos.
Ląstelės membrana	Membraną sudaro dvigubas lipidų sluoksnis, taip pat baltymai. Augalų išorė padengta papildomu pluošto sluoksniu.	Apsauginis, užtikrina ląstelių formą ir ląstelių ryšį, leidžia į ląstelę patekti reikalingoms medžiagoms ir pašalina medžiagų apykaitos produktus. Vykdo fagocitozės ir pinocitozės procesus.
EPS (lygus ir grubus)	Endoplazminį tinklą sudaro citoplazmoje esančių kanalų sistema. Savo ruožtu lygų EP formuoja atitinkamai lygios membranos, o grubus EP – membranos, padengtos ribosomomis.	Vykdo baltymų ir kai kurių kitų organinių medžiagų sintezę, taip pat yra pagrindinė ląstelės transportavimo sistema.
Ribosomos	Šiurkščios eps membranos procesai yra sferinės formos.	Pagrindinė funkcija- baltymų sintezė.
Lizosomos	Burbulas, apsuptas membrana.	Virškinimas ląstelėje
Mitochondrijos	Dengtas išorinėmis ir vidinėmis membranomis. Vidinėje membranoje yra daug raukšlių ir iškyšų, vadinamų cristae	Sintetina ATP molekules. Aprūpina ląstelę energija.
Plastidai	Kūnai, apsupti dviguba membrana. Yra bespalvių (leukoplastų), žalių (chloroplastų) ir raudonų, oranžinių, geltonų (chromoplastų)	Leukoplastai – kaupia krakmolą Chloroplastai – dalyvauja fotosintezės procese. Chromoplastai – karotinoidų kaupimasis.
Ląstelių centras	Susideda iš centriolių ir mikrotubulių	Dalyvauja formuojant citoskeletą. Dalyvavimas ląstelių dalijimosi procese.
Judėjimo organoidai	Cilia, flagella	Atlikite įvairius judesius
Golgi kompleksas (aparatas)	Susideda iš ertmių, iš kurių atskiriami įvairaus dydžio burbuliukai	Kaupia medžiagas, kurias sintetina pati ląstelė. Šių medžiagų naudojimas arba išleidimas į išorinę aplinką.

Branduolio sandara – video