Zinātne, kas pēta šūnu uzbūvi un funkcijas, sauc citoloģija.

Šūna- dzīvo būtņu elementāra strukturāla un funkcionāla vienība.

Šūnas, neskatoties uz to nelielo izmēru, ir ļoti sarežģītas. Šūnas iekšējo pusšķidro saturu sauc citoplazma.

Šūnas kodols

Šūnas kodols ir vissvarīgākā šūnas daļa.
Kodols ir atdalīts no citoplazmas ar apvalku, kas sastāv no divām membrānām. Kodolmembrānā ir daudz poru, lai dažādas vielas varētu iekļūt kodolā no citoplazmas un otrādi.
Kodola iekšējais saturs tiek izsaukts karioplazma vai kodola sula. Atrodas kodolu sulā hromatīns Un kodols.
Hromatīns ir DNS virkne. Ja šūna sāk dalīties, hromatīna pavedieni tiek cieši savīti spirālē ap īpašiem proteīniem, piemēram, pavedieni uz spoles. Šādi blīvi veidojumi ir skaidri redzami zem mikroskopa un tiek saukti hromosomas.

Kodols satur ģenētisko informāciju un kontrolē šūnas dzīvi.

Nucleolus ir blīvs apaļš ķermenis serdes iekšpusē. Parasti šūnas kodolā ir no viena līdz septiņiem kodoliem. Tie ir skaidri redzami starp šūnu dalīšanos, un dalīšanās laikā tie tiek iznīcināti.

Kodolu funkcija ir RNS un olbaltumvielu sintēze, no kuras veidojas īpaši organoīdi - ribosomas.
Ribosomas piedalīties olbaltumvielu biosintēzē. Citoplazmā ribosomas visbiežāk atrodas uz raupjš endoplazmatiskais tīkls. Retāk tie ir brīvi suspendēti šūnas citoplazmā.

Endoplazmatiskais tīkls (ER) piedalās šūnu proteīnu sintēzē un vielu transportēšanā šūnā.

Ievērojama daļa šūnā sintezēto vielu (olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti) netiek patērētas uzreiz, bet pa EPS kanāliem nonāk uzglabāšanai īpašos dobumos, kas salikti savdabīgos skursteņos, “cisternās” un norobežoti no citoplazmas ar membrānu. . Šos dobumus sauc Golgi aparāts (komplekss). Visbiežāk Golgi aparāta cisternas atrodas tuvu šūnas kodolam.
Golgi aparāts piedalās šūnu proteīnu transformācijā un sintezē lizosomas- šūnas gremošanas organoīdi.
Lizosomas Tie ir gremošanas enzīmi, “iesaiņoti” membrānas pūslīšos, izveidoti un izplatīti visā citoplazmā.
Golgi kompleksā uzkrājas arī vielas, kuras šūna sintezē visa organisma vajadzībām un kuras tiek izvadītas no šūnas uz āru.

Mitohondriji- šūnu enerģijas organellas. Viņi pārvērš barības vielas enerģijā (ATP) un piedalās šūnu elpošanā.

Mitohondriji ir pārklāti ar divām membrānām: ārējā membrāna ir gluda, bet iekšējai ir daudz kroku un izvirzījumu - cristae.

Plazmas membrāna

Lai šūna būtu vienota sistēma, ir nepieciešams, lai visas tās daļas (citoplazma, kodols, organoīdi) būtu kopā. Šim nolūkam evolūcijas procesā tas attīstījās plazmas membrāna, kas, ieskaujot katru šūnu, atdala to no ārējās vides. Ārējā membrāna aizsargā šūnas iekšējo saturu - citoplazmu un kodolu - no bojājumiem, saglabā nemainīgu šūnas formu, nodrošina komunikāciju starp šūnām, selektīvi ielaiž šūnā nepieciešamās vielas un izvada no šūnas vielmaiņas produktus.

Membrānas struktūra visās šūnās ir vienāda. Membrānas pamatā ir dubults lipīdu molekulu slānis, kurā atrodas daudzas olbaltumvielu molekulas. Daži proteīni atrodas uz lipīdu slāņa virsmas, citi caur un cauri iekļūst abos lipīdu slāņos.

Īpaši proteīni veido smalkākos kanālus, pa kuriem kālijs, nātrijs, kalcijs un daži citi maza diametra joni var iekļūt šūnā vai iziet no tās. Tomēr lielākas daļiņas (barības vielu molekulas - olbaltumvielas, ogļhidrāti, lipīdi) nevar iziet cauri membrānas kanāliem un iekļūt šūnā, izmantojot fagocitoze vai pinocitoze:

• Vietā, kur pārtikas daļiņa pieskaras šūnas ārējai membrānai, veidojas invaginācija, un daļiņa nokļūst šūnā, ko ieskauj membrāna. Šo procesu sauc fagocitoze (augu šūnas ir pārklātas ar blīvu šķiedru slāni (šūnu membrānu) virs ārējās šūnas membrānas un nevar uztvert vielas ar fagocitozi).
• Pinocitoze atšķiras no fagocitozes tikai ar to, ka šajā gadījumā ārējās membrānas invaginācija uztver nevis cietas daļiņas, bet gan šķidruma pilienus ar tajā izšķīdinātām vielām. Tas ir viens no galvenajiem mehānismiem vielu iekļūšanai šūnā.

Pastāvīgas šūnu struktūras, šūnu orgāni, kas nodrošina specifisku funkciju veikšanu šūnas dzīves laikā - ģenētiskās informācijas uzglabāšanu un pārraidi, vielu pārnesi, vielu un enerģijas sintēzi un transformāciju, dalīšanos, kustību u.c.

Uz šūnu organoīdiem (organellām). eikarioti attiecas:

• hromosomas;
• šūnu membrānu;
• mitohondriji;
• Golgi komplekss;
• Endoplazmatiskais tīkls;
• ribosomas;
• mikrotubulas;
• mikrofilamenti;
• lizosomas.

Dzīvnieku šūnās ir arī centriolas un mikrofibrillas, un augu šūnās ir tikai tām raksturīgi plastidi.

Dažreiz kodolu kopumā klasificē kā eikariotu šūnu organellus.

Prokarioti trūkst vairuma organellu, tiem ir tikai šūnu membrāna un ribosomas, kas atšķiras no eikariotu šūnu citoplazmas ribosomām.

Specializētām eikariotu šūnām var būt sarežģītas struktūras, kuru pamatā ir universālie organoīdi, piemēram, mikrotubulas un centriolas - galvenās flagellas un skropstu sastāvdaļas. Mikrofibrils ir tono- un neirofibrilu pamatā. Kustības orgānu funkcijas veic īpašas vienšūnu organismu struktūras, piemēram, flagellas un skropstas (konstruētas tāpat kā daudzšūnu šūnās).

Biežāk mūsdienu literatūrā termini " organoīdi " Un " organellas "tiek izmantoti kā sinonīmi.

Dzīvnieku un augu šūnām kopīgas struktūras

RNS un DNS salīdzinošās īpašības

Organelle ir niecīga šūnu struktūra, kas veic noteiktas funkcijas. Organelli ir iestrādāti citoplazmā. Sarežģītākās eikariotu šūnās organellus bieži ieskauj sava membrāna. Tāpat kā ķermeņa iekšējie orgāni, organoīdi ir specializēti un veic noteiktas funkcijas, kas nepieciešamas normālai šūnu darbībai. Viņiem ir plašs pienākumu loks, sākot no enerģijas ražošanas līdz šūnu augšanas un vairošanās kontrolei.

Eikariotu organellas

Eikariotu šūnas ir šūnas ar kodolu. Kodols ir svarīga organelle, ko ieskauj dubultā membrāna, ko sauc par kodola apvalku, kas atdala kodola saturu no pārējās šūnas. Eikariotu šūnas satur arī dažādas šūnu organellas. Eikariotu organismu piemēri ir dzīvnieki, augi un. un satur daudz identisku vai atšķirīgu organellu. Augu šūnās ir arī dažas organellas, kuras nav atrodamas dzīvnieku šūnās un otrādi. Galveno augu un dzīvnieku šūnās atrodamo organellu piemēri ir:

• - ar membrānu saistīta struktūra, kas satur iedzimtu (DNS) informāciju un arī kontrolē šūnas augšanu un vairošanos. Parasti tā ir vissvarīgākā organelle šūnā.
• , kā enerģijas ražotāji, pārvērš enerģiju formās, ko šūna var izmantot. Viņi ir iesaistīti arī citos procesos, piemēram, sadalīšanās, izaugsmes utt.
• - plašs cauruļu un kabatu tīkls, kas sintezē membrānas, sekrēcijas proteīnus, ogļhidrātus, lipīdus un hormonus.
• - struktūra, kas ir atbildīga par noteiktu šūnu vielu ražošanu, uzglabāšanu un piegādi, īpaši no endoplazmatiskā tīkla.
• - organoīdi, kas sastāv no RNS un olbaltumvielām un ir atbildīgi par olbaltumvielu biosintēzi. Ribosomas atrodas citozolā vai ir saistītas ar endoplazmas tīklu.
• - Šie enzīmu membrānas maisiņi apstrādā šūnas organisko materiālu, sagremojot šūnu makromolekulas, piemēram, nukleīnskābes, polisaharīdus, taukus un olbaltumvielas.
• , tāpat kā lizosomas, ir saistītas ar membrānu un satur fermentus. Tie palīdz detoksicēt alkoholu, veido žultsskābi un sadala taukus.
• - slēgtas struktūras, kas pildītas ar šķidrumu, visbiežāk sastopamas augu šūnās un sēnēs. Viņi ir atbildīgi par plašu svarīgu funkciju klāstu, tostarp barības vielu uzglabāšanu, detoksikāciju un atkritumu izvešanu.
• - plastidi, kas atrodas augu šūnās, bet nav sastopami dzīvnieku šūnās. Hloroplasti absorbē enerģiju no saules gaismas.
• - stingra ārējā siena, kas atrodas blakus plazmas membrānai lielākajā daļā augu šūnu, kas nodrošina šūnu atbalstu un aizsardzību.
• - cilindriskas struktūras ir atrodamas dzīvnieku šūnās un palīdz organizēt mikrotubulu montāžu laikā...
• - matiem līdzīgi veidojumi dažu šūnu ārpusē, kas veic šūnu kustību. Tie sastāv no specializētām mikrotubulu grupām, ko sauc par bazālajiem ķermeņiem.

Prokariotu šūnas

Prokariotu šūnām ir mazāk sarežģīta struktūra nekā eikariotu šūnām. Viņiem nav kodola, kur DNS ir saistīta ar membrānu. Prokariotu DNS atrodas citoplazmas reģionā, ko sauc par nukleoīdu. Tāpat kā eikariotu šūnām, prokariotu šūnām ir plazmas membrāna, šūnu siena un citoplazma. Atšķirībā no eikariotiem, prokariotiem nav ar membrānu saistītu organellu. Tomēr tiem ir dažas nemembranālas organellas, piemēram, ribosomas, flagellas un plazmīdas (apļveida DNS struktūras, kas nav iesaistītas reprodukcijā). Prokariotu šūnu piemēri ir un.

Šūna ir vienota dzīva sistēma, kas sastāv no divām nesaraujami saistītām daļām – citoplazmas un kodola (XII krāsu tabula).

Citoplazma- tā ir iekšējā pusšķidra vide, kurā atrodas šūnas kodols un visas organellas. Tam ir smalkgraudaina struktūra, ko caurstrāvo daudzi plāni pavedieni. Tas satur ūdeni, izšķīdušos sāļus un organiskās vielas. Citoplazmas galvenā funkcija ir apvienoties vienā un nodrošināt kodola un visu šūnas organellu mijiedarbību.

Ārējā membrāna ieskauj šūnu ar plānu plēvi, kas sastāv no diviem proteīna slāņiem, starp kuriem ir tauku slānis. Tas ir caurstrāvots ar daudzām mazām porām, caur kurām notiek jonu un molekulu apmaiņa starp šūnu un vidi. Membrānas biezums ir 7,5-10 nm, poru diametrs ir 0,8-1 nm. Augos virs tās veidojas šķiedras membrāna. Ārējās membrānas galvenās funkcijas ir ierobežot šūnas iekšējo vidi, aizsargāt to no bojājumiem, regulēt jonu un molekulu plūsmu, izvadīt vielmaiņas produktus un sintezētās vielas (noslēpumus), savienot šūnas un audus (izaugumu un kroku dēļ). ). Ārējā membrāna nodrošina lielu daļiņu iekļūšanu šūnā ar fagocitozi (skatīt sadaļas “Zooloģija” - “Protozoa”, sadaļā “Anatomija” – “Asinis”). Līdzīgā veidā šūna absorbē šķidruma pilienus - pinocitozi (no grieķu “pino” - dzēriens).

Endoplazmatiskais tīkls(EPS) ir sarežģīta kanālu un dobumu sistēma, kas sastāv no membrānām, kas iekļūst visā citoplazmā. Ir divu veidu EPS - granulēta (raupja) un gluda. Uz granulētā tīkla membrānām ir daudz sīku ķermeņu - ribosomu; tādu nav vienmērīgā tīklā. EPS galvenā funkcija ir līdzdalība galveno šūnas ražoto organisko vielu sintēzē, uzkrāšanā un transportēšanā. Olbaltumvielas tiek sintezētas granulētā EPS, un ogļhidrāti un tauki tiek sintezēti gludā EPS.

Ribosomas- mazi ķermeņi, 15-20 nm diametrā, kas sastāv no divām daļiņām. Katrā šūnā to ir simtiem tūkstošu. Lielākā daļa ribosomu atrodas uz granulētā ER membrānām, un dažas atrodas citoplazmā. Tie sastāv no olbaltumvielām un r-RNS. Ribosomu galvenā funkcija ir olbaltumvielu sintēze.

Mitohondriji- tie ir mazi ķermeņi, kuru izmērs ir 0,2-0,7 mikroni. Viņu skaits šūnā sasniedz vairākus tūkstošus. Tie bieži maina formu, izmēru un atrašanās vietu citoplazmā, pārejot uz savu aktīvāko daļu. Mitohondriju ārējais apvalks sastāv no divām trīsslāņu membrānām. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējā membrāna veido daudzus izaugumus, uz kuriem atrodas elpošanas enzīmi. Mitohondriju iekšējais dobums ir piepildīts ar šķidrumu, kurā atrodas ribosomas, DNS un RNS. Jauni mitohondriji veidojas, vecajiem daloties. Mitohondriju galvenā funkcija ir ATP sintēze. Viņi sintezē nelielu daudzumu olbaltumvielu, DNS un RNS.

Plastīdi raksturīga tikai augu šūnām. Ir trīs veidu plastidi - hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti. Viņi spēj savstarpēji pāriet viens otrā. Plastīdas vairojas dalīšanās ceļā.

Hloroplasti(60) ir zaļā krāsā un ovālas formas. To izmērs ir 4-6 mikroni. No virsmas katru hloroplastu ierobežo divas trīsslāņu membrānas - ārējā un iekšējā. Iekšpusē tas ir piepildīts ar šķidrumu, kurā atrodas vairāki desmiti īpašu, savstarpēji savienotu cilindrisku struktūru - granātas, kā arī ribosomas, DNS un RNS. Katra grana sastāv no vairākiem desmitiem plakanu membrānas maisiņu, kas atrodas viens uz otra. Šķērsgriezumā tam ir apaļa forma, diametrs ir 1 mikrons. Granās koncentrējas viss hlorofils, tajās notiek fotosintēzes process. Iegūtie ogļhidrāti vispirms uzkrājas hloroplastā, pēc tam nonāk citoplazmā un no tās citās auga daļās.

Hromoplasti noteikt ziedu, augļu un rudens lapu sarkano, oranžo un dzelteno krāsu. Tiem ir daudzšķautņainu kristālu forma, kas atrodas šūnas citoplazmā.

Leikoplasti bezkrāsains. Tie atrodas nekrāsotās augu daļās (stublās, bumbuļos, saknēs) un tiem ir apaļa vai stieņa forma (5-6 mikroni lieli). Tajos nogulsnējas rezerves vielas.

Šūnu centrs atrodams dzīvnieku un zemāko augu šūnās. Tas sastāv no diviem maziem cilindriem - centrioliem (apmēram 1 µm diametrā), kas atrodas perpendikulāri viens otram. To sienas sastāv no īsām caurulēm, dobums ir piepildīts ar pusšķidru vielu. To galvenā loma ir vārpstas veidošanās un vienmērīgs hromosomu sadalījums starp meitas šūnām.

Golgi komplekss tika nosaukts pēc itāļu zinātnieka, kurš to pirmo reizi atklāja nervu šūnās. Tam ir daudzveidīga forma, un tas sastāv no dobumiem, ko ierobežo membrānas, caurulēm, kas stiepjas no tām, un pūslīšiem, kas atrodas to galos. Galvenā funkcija ir endoplazmatiskajā retikulumā sintezēto organisko vielu uzkrāšanās un izvadīšana, lizosomu veidošanās.

Lizosomas- apaļi ķermeņi ar diametru aptuveni 1 mikronu. Uz virsmas lizosomu ierobežo trīs slāņu membrāna, un tajā atrodas enzīmu komplekss, kas spēj sadalīt ogļhidrātus, taukus un olbaltumvielas. Šūnā ir vairāki desmiti lizosomu. Golgi kompleksā veidojas jaunas lizosomas. To galvenā funkcija ir sagremot pārtiku, kas iekļuvusi šūnā ar fagocitozi, un noņemt mirušos organellus.

Kustības organoīdi- flagellas un skropstas - ir šūnu izaugumi, un tiem ir tāda pati struktūra dzīvniekiem un augiem (to kopīgā izcelsme). Daudzšūnu dzīvnieku kustību nodrošina muskuļu kontrakcijas. Muskuļu šūnas galvenā struktūrvienība ir miofibrillas - plāni pavedieni, kuru garums pārsniedz 1 cm, diametrs ir 1 mikrons, kas atrodas saišķos gar muskuļu šķiedru.

Šūnu ieslēgumi- ogļhidrāti, tauki un olbaltumvielas - pieder pie nepastāvīgajiem šūnas komponentiem. Tie tiek periodiski sintezēti, uzkrājas citoplazmā kā rezerves vielas un tiek izmantoti ķermeņa vitālās aktivitātes procesā.

Ogļhidrāti ir koncentrēti cietes graudos (augos) un glikogēnā (dzīvniekiem). To daudz ir aknu šūnās, kartupeļu bumbuļos un citos orgānos. Tauki uzkrājas pilienu veidā augu sēklās, zemādas audos, saistaudos uc Olbaltumvielas graudu veidā nogulsnējas dzīvnieku olās, augu sēklās un citos orgānos.

Kodols- viena no svarīgākajām šūnas organellām. To no citoplazmas atdala kodola apvalks, kas sastāv no divām trīsslāņu membrānām, starp kurām atrodas šaura pusšķidras vielas sloksne. Caur kodola membrānas porām notiek vielu apmaiņa starp kodolu un citoplazmu. Kodola dobums ir piepildīts ar kodolsulu. Tas satur kodolu (vienu vai vairākus), hromosomas, DNS, RNS, olbaltumvielas un ogļhidrātus. Kodols ir apaļš ķermenis, kura izmērs ir no 1 līdz 10 mikroniem vai vairāk; tas sintezē RNS. Hromosomas ir redzamas tikai dalīšanās šūnās. Starpfāzu (nedalīšanās) kodolā tie atrodas plānu garu hromatīna šķiedru veidā (DNS-olbaltumvielu savienojumi). Tie satur iedzimtu informāciju. Katras dzīvnieku un augu sugas hromosomu skaits un forma ir stingri noteiktas. Somatiskās šūnas, kas veido visus orgānus un audus, satur diploīdu (dubulto) hromosomu komplektu (2 n); dzimumšūnas (gametas) - haploīds (viens) hromosomu komplekts (n). Diploīds hromosomu komplekts somatiskās šūnas kodolā tiek izveidots no pāra (identiskas) homologās hromosomas. Dažādu pāru hromosomas (nehomologs) atšķiras viens no otra pēc formas, atrašanās vietas centromēri Un sekundārie sašaurinājumi.

Prokarioti- tie ir organismi ar mazām, primitīvi sakārtotām šūnām, bez skaidri noteikta kodola. Tajos ietilpst zilaļģes, baktērijas, fāgi un vīrusi. Vīrusi ir DNS vai RNS molekulas, kas pārklātas ar proteīna apvalku. Tie ir tik mazi, ka tos var redzēt tikai ar elektronu mikroskopu. Viņiem trūkst citoplazmas, mitohondriju un ribosomu, tāpēc viņi nespēj sintezēt dzīvībai nepieciešamo proteīnu un enerģiju. Nokļūstot dzīvā šūnā un izmantojot svešas organiskās vielas un enerģiju, tās attīstās normāli.

Eikarioti- organismi ar lielākām tipiskām šūnām, kurās ir visi galvenie organoīdi: kodols, endoplazmatiskais tīkls, mitohondriji, ribosomas, Golgi komplekss, lizosomas un citi. Eikariotos ietilpst visi citi augu un dzīvnieku organismi. Viņu šūnām ir līdzīga veida struktūra, kas pārliecinoši pierāda to izcelsmes vienotību.

1) Augu šūnas galvenie organoīdi, klasifikācija un funkcijas.

2) Lapu klasifikācija:

• vienkāršs - viena lapas plātne;
• komplekss - vairākas lapu plātnes ar savu kātiņu, kas sēž uz kopīgas ass - rachis.

Saliktās lapas: A – imparipinnate; B – pari-pinnate; B – trīslapains; G – pirkstu savienojums; D – divkārši pari-pinnate; E – divkārši imparipinnate;

Plākšņu sadalīšanas veidi:

Vienkāršu lapu klasifikācija. Vispārēja lapu formu diagramma:

Galvenie lapu lāpstiņu uzgaļu, pamatņu un malu veidi: A – virsotnes: 1 – akūts; 2 – smails; 3 – blāvi; 4 – noapaļots; 5 – nošķelts; 6 - robains; 7 – smails; B – pamatnes: 1 – šaurs ķīļveida; 2 – ķīļveida; 3 – plats ķīļveida; 4 – uz leju; 5 – nošķelts; 6 – noapaļots; 7 – robains; 8 – sirds formas; B – lapas mala: 1 – zobaina; 2 – dubultrobots; 3 - zobains; 4 – krenāts; 5 – robains; 6 – ciets.

Galvenie segsēklu lapu ventilācijas veidi: 1 – pinnate; 2 – pinnately; 3 – pinnately; 4 – pirksta mala; 5 – pirksta cilpveida; 6 – paralēli; 7 – palmate reticular; 8 – lokveida.

Metodes lapu piestiprināšanai pie kātiem:
Ar garu kātiņu, sēdošs, maksts, caurdurts, ar īsu kātu, izliekts.

3) Rosaceae. Veidlapas: koki, krūmi, zāles. Ks ir stieņu augs, daudziem lakstaugiem ir sakneņi. Kāts stāvs, daži saīsināti ar ūsiņām, citiem ir muguriņas. Lapa: vienkārša un sarežģīta ar kātiņiem

Formula: regulāra, biseksuāla

Divdzimuma Ca 5 Co 5 A ∞ G 1-∞ (apzvērs virs olnīcas).

Ziedkopa corymb, raceme, viena, umbel

Augļu kauleņi, rieksti, ogas

Apakšdzimtas: Spiraea (spirea, fieldfare, Volzhanka), mežrozīšu (mežrozīšu, avenes, kazenes, kokvilna, meža zemenes, zemenes), āboli (āboli, bumbieri, pīlādži, cidonijas, vilkābele), plūmes (ķirši, plūmes, aprikozes, persiki, putnu ķirsis, mandeles)

Nozīme: ēdiens, lek (chipovn), dek (roze, spirea)