Šūnas, kas veido dzīvnieku un augu audus, ievērojami atšķiras pēc formas, izmēra un iekšējās struktūras. Tomēr tie visi uzrāda līdzības galvenajās dzīvības procesu iezīmēs, vielmaiņā, aizkaitināmībā, augšanā, attīstībā un spējā mainīties.

Visu veidu šūnas satur divas galvenās sastāvdaļas, kas ir cieši saistītas viena ar otru - citoplazmu un kodolu. Kodols ir atdalīts no citoplazmas ar porainu membrānu un satur kodola sulu, hromatīnu un kodolu. Pusšķidra citoplazma aizpilda visu šūnu, un to iekļūst daudzi kanāliņi. No ārpuses tas ir pārklāts ar citoplazmas membrānu. Tas ir specializējies organellu struktūras, pastāvīgi atrodas šūnā, un pagaidu veidojumi - ieslēgumi.Membrānas organoīdi : ārējā citoplazmas membrāna (OCM), endoplazmatiskais tīkls (ER), Golgi aparāts, lizosomas, mitohondriji un plastidi. Visu membrānu organellu struktūras pamatā ir bioloģiskā membrāna. Visām membrānām ir principiāli vienots struktūras plāns un tās sastāv no dubultā fosfolipīdu slāņa, kurā proteīna molekulas ir iegremdētas dažādos dziļumos no dažādām pusēm. Organellu membrānas atšķiras viena no otras tikai tajās esošo olbaltumvielu komplektos.

Eikariotu šūnas uzbūves shēma. A - dzīvnieku izcelsmes šūna; B - augu šūna: 1 - kodols ar hromatīnu un kodolu, 2 - citoplazmas membrāna, 3 - šūnas siena, 4 - poras šūnu sieniņā, caur kurām sazinās blakus esošo šūnu citoplazma, 5 - raupjais endoplazmatiskais tīkls, b - gluds endoplazmatiskais tīkls , 7 - pinocitotiskā vakuola, 8 - Golgi aparāts (komplekss), 9 - lizosoma, 10 - tauku ieslēgumi gludā endoplazmatiskā tīkla kanālos, 11 - šūnu centrs, 12 - mitohondriji, 13 - brīvās ribosomas un poliribosomas, 14 - vakuole , 15 - hloroplasts

Citoplazmas membrāna. Visām augu šūnām, daudzšūnu dzīvniekiem, vienšūņiem un baktērijām ir trīsslāņu šūnu membrāna: ārējais un iekšējais slānis sastāv no olbaltumvielu molekulām, vidējais slānis sastāv no lipīdu molekulām. Tas ierobežo citoplazmu no ārējās vides, ieskauj visus šūnu organellus un ir universāla bioloģiskā struktūra. Dažās šūnās ārējo membrānu veido vairākas membrānas, kas atrodas cieši blakus viena otrai. Šādos gadījumos šūnas membrāna kļūst blīva un elastīga un ļauj šūnai saglabāt savu formu, kā, piemēram, euglena un čības ciliātiem. Lielākajai daļai augu šūnu, papildus membrānai, ir arī biezs celulozes apvalks ārpusē - šūnapvalki. Tas ir skaidri redzams parastajā gaismas mikroskopā un veic atbalsta funkciju, pateicoties stingrajam ārējam slānim, kas šūnām piešķir skaidru formu.

Uz šūnu virsmas membrāna veido iegarenus izaugumus - mikrovilliņus, krokas, invaginācijas un izvirzījumus, kas ievērojami palielina absorbcijas jeb ekskrēcijas virsmu. Ar membrānu izaugumu palīdzību šūnas savienojas viena ar otru daudzšūnu organismu audos un orgānos, uz membrānu krokām atrodas dažādi metabolismā iesaistītie enzīmi. Šūnas norobežošana no vidi, membrāna regulē vielu difūzijas virzienu un tajā pašā laikā aktīvi transportē tās šūnā (akumulācija) vai ārā (izvadīšana). Pateicoties šīm membrānas īpašībām, kālija, kalcija, magnija un fosfora jonu koncentrācija citoplazmā ir augstāka, nātrija un hlora koncentrācija ir zemāka nekā vidē. Caur ārējās membrānas porām no ārējās vides šūnā iekļūst joni, ūdens un citu vielu mazas molekulas. Salīdzinoši lielu cieto daļiņu iekļūšanu šūnā veic ar fagocitoze(no grieķu “phago” — aprīt, “dzert” — šūna). Šajā gadījumā ārējā membrāna saskares vietā ar daļiņu noliecas šūnā, ievelkot daļiņu dziļi citoplazmā, kur tā tiek šķelta fermentatīvi. Šķidru vielu pilieni iekļūst šūnā līdzīgi; to uzsūkšanos sauc pinocitoze(no grieķu "pino" - dzēriens, "cytos" - šūna). Šūnu ārējā membrāna veic arī citas svarīgas bioloģiskas funkcijas.

Citoplazma 85% sastāv no ūdens, 10% - olbaltumvielām, pārējā tilpuma daļa ir lipīdi, ogļhidrāti, nukleīnskābes un minerālu savienojumi; visas šīs vielas veido koloidālu šķīdumu, kas pēc konsistences ir līdzīgs glicerīnam. Šūnas koloidālajai vielai atkarībā no tās fizioloģiskā stāvokļa un ārējās vides ietekmes rakstura piemīt gan šķidra, gan elastīga, blīvāka ķermeņa īpašības. Citoplazma ir caurstrāvota ar kanāliem dažādas formas un daudzumus, kas tiek saukti Endoplazmatiskais tīkls. To sienas ir membrānas, kas ir ciešā saskarē ar visām šūnas organellām un kopā ar tām veido vienotu funkcionālu un strukturālu sistēmu vielmaiņas un enerģijas un vielu kustībai šūnā.

Cauruļu sieniņās ir sīkas granulas, ko sauc ribosomas.Šo cauruļu tīklu sauc par granulētu. Ribosomas var atrasties izkaisītas uz kanāliņu virsmas vai veidot piecu līdz septiņu vai vairāku ribosomu kompleksus, t.s. polisomas. Citos kanāliņos granulas nav, tās veido gludu endoplazmas tīklu. Fermenti, kas iesaistīti tauku un ogļhidrātu sintēzē, atrodas uz sienām.

Kanāliņu iekšējais dobums ir piepildīts ar šūnas atkritumiem. Intracelulārie kanāliņi, veidojot sarežģītu sazarojumu sistēmu, regulē vielu kustību un koncentrāciju, atdala dažādas organisko vielu molekulas un to sintēzes posmus. Uz enzīmiem bagātu membrānu iekšējās un ārējās virsmas sintezējas olbaltumvielas, tauki un ogļhidrāti, kas vai nu tiek izmantoti vielmaiņā, vai uzkrājas citoplazmā kā ieslēgumi, vai arī tiek izvadīti.

Ribosomas atrodams visu veidu šūnās – no baktērijām līdz daudzšūnu organismu šūnām. Tie ir apaļi ķermeņi, kas sastāv no ribonukleīnskābes (RNS) un olbaltumvielām gandrīz vienādās proporcijās. Tie noteikti satur magniju, kura klātbūtne uztur ribosomu struktūru. Ribosomas var būt saistītas ar endoplazmatiskā retikuluma membrānām, ar ārējo šūnu membrānu vai brīvi atrasties citoplazmā. Viņi veic olbaltumvielu sintēzi. Papildus citoplazmai šūnas kodolā ir atrodamas ribosomas. Tie veidojas kodolā un pēc tam nonāk citoplazmā.

Golgi komplekss augu šūnās tas izskatās kā atsevišķi ķermeņi, ko ieskauj membrānas. Dzīvnieku šūnās šo organellu attēlo cisternas, kanāliņi un pūslīši. Šūnu sekrēcijas produkti no endoplazmatiskā tīkla kanāliņiem nonāk Golgi kompleksa membrānas caurulītēs, kur tie tiek ķīmiski pārkārtoti, sablīvēti un pēc tam nonāk citoplazmā, un tos vai nu izmanto pati šūna, vai izņem no tās. Golgi kompleksa tvertnēs polisaharīdi tiek sintezēti un apvienoti ar olbaltumvielām, kā rezultātā veidojas glikoproteīni.

Mitohondriji- mazi stieņveida ķermeņi, ko ierobežo divas membrānas. No mitohondriju iekšējās membrānas stiepjas daudzas krokas - cristae, uz to sieniņām atrodas dažādi enzīmi, ar kuru palīdzību tiek veikta augstas enerģijas vielas - adenozīntrifosforskābes (ATP) sintēze. Atkarībā no šūnas aktivitātes un ārējām ietekmēm Mitohondriji var kustēties, mainīt izmēru un formu. Ribosomas, fosfolipīdi, RNS un DNS atrodas mitohondrijās. DNS klātbūtne mitohondrijās ir saistīta ar šo organellu spēju vairoties, veidojot sašaurināšanos vai pumpuru veidošanos šūnu dalīšanās laikā, kā arī ar dažu mitohondriju proteīnu sintēzi.

Lizosomas- mazi ovāli veidojumi, ko ierobežo membrāna un izkaisīti pa visu citoplazmu. Atrodas visās dzīvnieku un augu šūnās. Tie rodas endoplazmatiskā retikuluma paplašinājumos un Golgi kompleksā, šeit tie ir piepildīti ar hidrolītiskiem enzīmiem, pēc tam atdalās un nonāk citoplazmā. Normālos apstākļos lizosomas sagremo daļiņas, kas iekļūst šūnā ar fagocitozi un mirstošo šūnu organellām.Lizosomu produkti tiek izvadīti caur lizosomu membrānu citoplazmā, kur tiek iekļauti jaunās molekulās.Plīstot lizosomas membrānai, fermenti nonāk citoplazmā un sagremot tā saturu, izraisot šūnu nāvi.

Plastīdi atrodams tikai augu šūnās un atrodams lielākajā daļā zaļo augu. Tie tiek sintezēti un uzkrāti plastidos organisko vielu. Ir trīs veidu plastidi: hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti.

Hloroplasti - zaļie plastidi, kas satur zaļo pigmentu hlorofilu. Tie atrodas lapās, jaunos kātos un nenobriedušos augļos. Hloroplastus ieskauj dubultā membrāna. Augstākajos augos hloroplastu iekšējā daļa ir piepildīta ar pusšķidru vielu, kurā plāksnes ir novietotas paralēli viena otrai. Plākšņu pāru membrānas, saplūstot, veido hlorofilu saturošus kaudzes (6. att.). Katrā augstāko augu hloroplastu kaudzē mijas proteīna molekulu un lipīdu molekulu slāņi, un starp tiem atrodas hlorofila molekulas. Šī slāņveida struktūra nodrošina maksimāli brīvas virsmas un atvieglo enerģijas uztveršanu un pārnesi fotosintēzes laikā.

Hromoplasti - plastidi, kas satur augu pigmentus (sarkanu vai brūnu, dzeltenu, oranžu). Tie ir koncentrēti ziedu, stublāju, augļu un augu lapu šūnu citoplazmā un piešķir tiem atbilstošu krāsu. Hromoplasti veidojas no leikoplastiem vai hloroplastiem pigmentu uzkrāšanās rezultātā karotinoīdi.

Leikoplasti - bezkrāsaini plastidi, kas atrodas nekrāsotajās augu daļās: kātos, saknēs, sīpoliņos uc Cietes graudi uzkrājas dažu šūnu leikoplastos, eļļas un olbaltumvielas uzkrājas citu šūnu leikoplastos.

Visi plastidi rodas no saviem priekšgājējiem - proplastīdiem. Viņi atklāja DNS, kas kontrolē šo organellu reprodukciju.

Šūnas centrs, vai centrosoma, spēlē svarīgu lomu šūnu dalīšanā un sastāv no diviem centrioliem . Tas ir atrodams visās dzīvnieku un augu šūnās, izņemot ziedošās sēnes, zemākās sēnes un dažus vienšūņus. Dalīšanās šūnās esošie centrioli piedalās dalīšanās vārpstas veidošanā un atrodas tās polios. Dalīšanās šūnā pirmais dalās šūnu centrs, un tajā pašā laikā veidojas ahromatīna vārpsta, kas orientē hromosomas, tām novirzoties uz poliem. Viena centriole atstāj katru no meitas šūnām.

Daudzām augu un dzīvnieku šūnām ir īpašiem organoīdiem: skropstas, veic kustību funkciju (ciliāti, šūnas elpceļi), flagellas(vienšūnu vienšūņi, vīriešu un augu reproduktīvās šūnas utt.). Ieslēgumi - pagaidu elementi, kas rodas šūnā noteiktā tās dzīves posmā sintētiskas funkcijas rezultātā. Tie tiek izmantoti vai izņemti no šūnas. Ieslēgumi arī ir rezerves barības vielas: augu šūnās - ciete, tauku pilieni, bloki, ēteriskās eļļas, daudzi organiskās skābes, organisko un neorganisko skābju sāļi; dzīvnieku šūnās - glikogēns (aknu šūnās un muskuļos), tauku pilieni (in zemādas audi); Daži ieslēgumi šūnās uzkrājas kā atkritumi – kristālu, pigmentu u.c.

Vakuoli - tie ir dobumi, ko ierobežo membrāna; labi izteikts augu šūnās un atrodas vienšūņos. Tie rodas dažādās endoplazmatiskā retikuluma zonās. Un viņi pakāpeniski atdalās no tā. Vakuoli uztur turgora spiedienu, tajās koncentrējas šūnu vai vakuolārā sula, kuras molekulas nosaka tās osmotisko koncentrāciju. Tiek uzskatīts, ka sākotnējie sintēzes produkti - šķīstošie ogļhidrāti, olbaltumvielas, pektīni utt. - uzkrājas endoplazmatiskā tīkla cisternās. Šīs kopas atspoguļo nākotnes vakuolu pamatus.

Citoskelets . Viens no specifiskas īpatnības Eikariotu šūna ir skeleta veidojumu attīstība tās citoplazmā mikrotubulu un olbaltumvielu šķiedru saišķu veidā. Citoskeleta elementi ir cieši saistīti ar ārējo citoplazmas membrānu un kodola apvalku un veido sarežģītus audumus citoplazmā. Citoplazmas atbalsta elementi nosaka šūnas formu, nodrošina intracelulāro struktūru kustību un visas šūnas kustību.

KodolsŠūnai ir liela nozīme tās dzīvē, līdz ar to izņemšanu šūna pārtrauc savas funkcijas un nomirst. Lielākajai daļai dzīvnieku šūnu ir viens kodols, bet ir arī daudzkodolu šūnas (cilvēka aknas un muskuļi, sēnītes, ciliāti, zaļās aļģes). Zīdītāju sarkanās asins šūnas attīstās no prekursoru šūnām, kas satur kodolu, bet nobriedušas sarkanās asins šūnas to zaudē un nedzīvo ilgi.

Kodolu ieskauj dubultā membrāna, caurstrāvota ar porām, caur kurām tas ir cieši saistīts ar endoplazmatiskā tīkla un citoplazmas kanāliem. Kodola iekšpusē ir hromatīns- spiralizētas hromosomu sadaļas. Šūnu dalīšanās laikā tās pārvēršas stieņveida struktūrās, kas ir skaidri redzamas gaismas mikroskopā. Hromosomas ir sarežģīti proteīnu un DNS kompleksi, ko sauc nukleoproteīns.

Kodola funkcijas ir regulēt visas šūnas dzīvībai svarīgās funkcijas, kuras tā veic ar DNS un RNS materiāla pārmantojamās informācijas nesēju palīdzību. Gatavojoties šūnu dalīšanai, DNS dubultojas, mitozes laikā hromosomas atdalās un tiek nodotas meitas šūnām, nodrošinot iedzimtības informācijas nepārtrauktību katrā organisma tipā.

Karioplazma - kodola šķidrā fāze, kurā izšķīdušā veidā atrodami kodolstruktūru atkritumi

Nucleolus- izolēta, blīvākā serdes daļa. Kodols satur kompleksos proteīnus un RNS, brīvos vai saistītos kālija, magnija, kalcija, dzelzs, cinka fosfātus, kā arī ribosomas. Kodols pazūd pirms šūnu dalīšanās sākuma un tiek atkārtoti izveidots pēdējā dalīšanās fāzē.

Tādējādi šūnai ir smalka un ļoti sarežģīta organizācija. Plašais citoplazmas membrānu tīkls un organellu struktūras membrānas princips ļauj atšķirt daudzos vienlaicīgos notikumus, kas notiek šūnā. ķīmiskās reakcijas. Katram no intracelulārajiem veidojumiem ir sava uzbūve un specifiska funkcija, taču tikai to mijiedarbībā iespējama šūnas harmoniska funkcionēšana, kuras rezultātā šūnā nonāk vielas no apkārtējās vides, no kuras šūnā tiek izvadīti atkritumi. . ārējā vide– Tā notiek vielmaiņa. Šūnas strukturālās organizācijas pilnība varēja rasties tikai ilgstošas ​​darbības rezultātā bioloģiskā evolūcija, kuras laikā tās veiktās funkcijas pamazām kļuva sarežģītākas.

Vienkāršākās vienšūnu formas pārstāv gan šūnu, gan organismu ar visām tās dzīvības izpausmēm. Daudzšūnu organismos šūnas veido viendabīgas grupas – audus. Savukārt audi veido orgānus, sistēmas, un to funkcijas nosaka visa organisma vispārējā vitālā darbība.

Eikariotu šūnu raksturojums

vidējā vērtība eikariotu šūna - apmēram 13 mikroni. Šūnu sadala iekšējās membrānas dažādos nodalījumos (reakcijas telpās). Trīs organellu veidi skaidri norobežota no pārējās protoplazmas (citoplazmas) ar divu membrānu apvalku: šūnas kodolu, mitohondrijiem un plastidiem. Plastīdi galvenokārt kalpo fotosintēzei, un mitohondriji kalpo enerģijas ražošanai. Visi slāņi satur DNS kā ģenētiskās informācijas nesēju.

Citoplazma satur dažādas organellas, tostarp ribosomas, kas atrodamas arī plastidos un mitohondrijās. Visas organellas atrodas matricā.

Prokariotu šūnu raksturojums

Prokariotu šūnu vidējais izmērs ir 5 mikroni. Tiem nav citu iekšējo membrānu, izņemot iekšējos membrānas izvirzījumus un plazmas membrānu. Šūnas kodola vietā ir nukleoīds, kuram nav apvalka un kas sastāv no vienas DNS molekulas. Turklāt baktērijas var saturēt DNS sīku plazmīdu veidā, līdzīgi kā eikariotu ārpuskodola DNS.

IN prokariotu šūnas, kas spēj fotosintēzi (zilaļģes, zaļās un purpursarkanās baktērijas), ir dažādi strukturēti lieli membrānu izvirzījumi - tilakoīdi, kas savā funkcijā atbilst eikariotu plastidiem.Prokariotiem raksturīga murēnas zušu maisiņa klātbūtne - a mehāniski stiprs šūnas sienas elements.

Eikariotu šūnas pamatsastāvdaļas. To struktūra un funkcijas.

Apvalks obligāti satur plazmas membrānu. Papildus tam augiem un sēnēm ir šūnu siena, un dzīvniekiem ir glikokalikss.

Augos un sēnēs ir protoplasts– viss šūnas saturs, izņemot šūnas sieniņu.

Citoplazma ir šūnas iekšējā pusšķidra vide. Sastāv no hialoplazmas, ieslēgumiem un organellām. Citoplazmā ir eksoplazma (kortikālais slānis, atrodas tieši zem membrānas, nesatur organellus) un endoplazma (citoplazmas iekšējā daļa).

Hialoplazma(citosols) ir citoplazmas galvenā viela, lielu organisko molekulu koloidāls šķīdums.Nodrošina visu šūnas komponentu savstarpējo savienojumu.

Tajā notiek pamata vielmaiņas procesi, piemēram, glikolīze.

Ieslēgumi- Tie ir neobligāti šūnas komponenti, kas var parādīties un pazust atkarībā no šūnas stāvokļa. Piemēram: tauku pilieni, cietes granulas, olbaltumvielu graudi.

Organoīdi Ir membrānas un nemembrānas.

Membrānas organellas ir vienmembrānas (EPS, AG, lizosomas, vakuoli) un dubultā membrāna(plastīdi, mitohondriji).

UZ nemembrānas Organellās ietilpst ribosomas un šūnu centrs.

Eikariotu šūnas organoīdi, to uzbūve un funkcijas.

Endoplazmatiskais tīkls- vienas membrānas organelles. Tā ir membrānu sistēma, kas veido “cisternas” un kanālus, kas savienoti viens ar otru un norobežo vienotu iekšējo telpu - EPS dobumus. Ir divu veidu EPS: 1) raupja, kas satur ribosomas uz tās virsmas, un 2) gluda, kuras membrānas nenes ribosomas.

Funkcijas: 1) vielu transportēšana no vienas šūnas daļas uz otru, 2) šūnas citoplazmas sadalīšana nodalījumos (“nodalījumi”), 3) ogļhidrātu un lipīdu sintēze (gluda ER), 4) proteīnu sintēze (rupja ER)

Golgi aparāts- vienas membrānas organelles. Tas sastāv no saplacinātu “cisternu” kaudzēm ar paplašinātām malām. Ar tiem saistīta mazu vienas membrānas pūslīšu (Golgi pūslīšu) sistēma. Katrs kaudze parasti sastāv no 4–6 “tvertnēm”, ir Golgi aparāta strukturāla un funkcionāla vienība un tiek saukta par diktiozomu.

Golgi aparāta funkcijas: 1) olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu uzkrāšanās, 2) proteīnu, lipīdu, ogļhidrātu “iepakošana” membrānas pūslīšos, 4) olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu sekrēcija, 5) ogļhidrātu un lipīdu sintēze, 6) lizosomu veidošanās vieta. .

Lizosomas- vienas membrānas organellas. Tie ir mazi burbuļi, kas satur hidrolītisko enzīmu komplektu. Fermenti tiek sintezēti uz neapstrādātā ER un pārvietojas uz Golgi aparātu, kur tie tiek modificēti un iepakoti membrānas pūslīšos, kas pēc atdalīšanas no Golgi aparāta paši kļūst par lizosomām. Vielu sadalīšanos, izmantojot fermentus, sauc par līzi.

Lizosomu funkcijas: 1) organisko vielu intracelulāra gremošana, 2) nevajadzīgu šūnu un ne-šūnu struktūru iznīcināšana, 3) dalība šūnu reorganizācijas procesos.

Vakuoli- vienas membrānas organellas ir piepildītas ar “konteineri”. ūdens šķīdumi organiskās un neorganiskās vielas.Šķidrumu, kas aizpilda augu vakuolu, sauc par šūnu sulu.

Vakuola funkcijas: 1) ūdens uzkrāšana un uzglabāšana, 2) regulēšana ūdens-sāls metabolisms, 3) turgora spiediena uzturēšana, 4) ūdenī šķīstošo metabolītu, rezerves barības vielu uzkrāšanās, 5) ziedu un augļu krāsošana, tādējādi piesaistot apputeksnētājus un sēklu izplatītājus.

Mitohondriji ierobežotas ar divām membrānām. Mitohondriju ārējā membrāna ir gluda, iekšējā veido daudzas krokas - kristas. Cristae palielina iekšējās membrānas virsmas laukumu, uz kuras atrodas multienzīmu sistēmas, kas iesaistītas ATP molekulu sintēzē. Mitohondriju iekšējā telpa ir piepildīta ar matricu. Matrica satur apļveida DNS, specifisku mRNS, prokariotu tipa ribosomas un Krebsa cikla fermentus.

Mitohondriju funkcijas: 1) ATP sintēze, 2) organisko vielu skābekļa sadalīšana.

Plastīdi raksturīga tikai augu šūnām. Ir trīs galvenie plastidu veidi: leikoplasti - bezkrāsaini plastidi nekrāsotu augu daļu šūnās, hromoplasti - krāsainie plastidi parasti dzelteni, sarkani un apelsīnu ziedi, hloroplasti ir zaļie plastidi.

Hloroplasti. Augstāku augu šūnās hloroplastiem ir abpusēji izliekta lēca forma. Hloroplastus ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējai ir sarežģīta salocīta struktūra. Mazāko kroku sauc par tilakoīdu. Tylakoīdu grupu, kas sakārtota kā monētu kaudze, sauc par granu. Tilakoīdu membrānas satur fotosintēzes pigmentus un fermentus, kas nodrošina ATP sintēzi. Galvenais fotosintēzes pigments ir hlorofils, kas nosaka zaļa krāsa hloroplasti.

Hloroplastu iekšējā telpa ir piepildīta stroma. Stroma satur apļveida DNS, ribosomas, Kalvina cikla fermentus un cietes graudus.

Hloroplasta funkcija: fotosintēze.

Leikoplastu funkcija: rezerves barības vielu sintēze, uzkrāšana un uzglabāšana.

Hromoplasti. Stromā ir apļveida DNS un pigmenti – karotinoīdi, kas hromoplastiem piešķir dzeltenu, sarkanu vai oranžu krāsu.

Hromoplastu funkcijas: krāso ziedus un augļus un tādējādi piesaista apputeksnētājus un sēklu izplatītājus.

Ribosomas- organellas, kas nav membrānas, diametrs aptuveni 20 nm. Ribosomas sastāv no divām apakšvienībām - lielas un mazas. Ķīmiskais sastāvs ribosomas - olbaltumvielas un rRNS. rRNS molekulas veido 50–63% no ribosomas masas un veido tās strukturālo karkasu. Olbaltumvielu biosintēzes laikā ribosomas var “strādāt” atsevišķi vai apvienoties kompleksos – poliribosomās (polisomās ) . Šādos kompleksos tie ir saistīti viens ar otru ar vienu mRNS molekulu. Apakšvienību kombinācija veselā ribosomā notiek citoplazmā, parasti olbaltumvielu biosintēzes laikā.

Ribosomu funkcija: polipeptīdu ķēdes montāža (olbaltumvielu sintēze).

Citoskelets veido mikrotubulas un mikrofilamenti. Mikrotubulas ir cilindriskas, nesazarotas struktūras. Pamata ķīmiskā sastāvdaļa- olbaltumvielu tubulīns. Mikrotubulas iznīcina kolhicīns. Mikrofilamenti ir pavedieni, kas izgatavoti no proteīna aktīna. Mikrocaurulītes un mikrofilamenti citoplazmā veido sarežģītus pinumus.

Citoskeleta funkcijas: 1) šūnas formas noteikšana, 2) atbalsts organellām, 3) vārpstas veidošana, 4) dalība šūnu kustībās, 5) citoplazmas plūsmas organizēšana.

Šūnu centrs ietver divus centriolus un centrosfēru. Centriole ir cilindrs, kura sieniņu veido deviņas trīs sapludinātu mikrotubulu grupas. Centrioli ir apvienoti pa pāriem, kur tie atrodas taisnā leņķī viens pret otru. Pirms šūnu dalīšanās centrioli novirzās uz pretējiem poliem, un pie katra no tiem parādās meitas centriole. Tie veido dalīšanas vārpstu, kas veicina vienmērīgu ģenētiskā materiāla sadalījumu starp meitas šūnām.

Funkcijas: 1) hromosomu novirzīšanās nodrošināšana uz šūnu poliem mitozes vai meiozes laikā, 2) citoskeleta organizācijas centrs.

Eikarioti jeb kodolšūnas ir daudz sarežģītākas nekā prokarioti. Eikariotu šūnas struktūra ir vērsta uz intracelulāro metabolismu.

Plazmalemma

Ārpus jebkuru šūnu ieskauj plāna elastīga plazmas membrāna, ko sauc par plazmlemmu. Plazmalemma satur organiskās vielas, kas aprakstītas tabulā.

Vielas	Īpatnības	Loma
Fosfolipīdi	Fosfora un tauku savienojumi. Sastāv no divām daļām – hidrofilas un hidrofobas	Veido divus slāņus. Hidrofobās daļas atrodas blakus viena otrai, hidrofilās daļas izskatās ārā un šūnas iekšpusē
Glikolipīdi	Lipīdu un ogļhidrātu savienojumi. Iegults starp fosfolipīdiem	Saņem un pārraida signālus
Holesterīns	Taukskābju alkohols. Iestrādāts fosfolipīdu hidrofobās daļās	Piešķir stingrību
	Divi veidi - virspusēji (blakus lipīdiem) un integrāli (iebūvēti membrānā)	Tie atšķiras pēc struktūras un funkcijām

Rīsi. 1. Plazmalemmas uzbūve.

Virs augu šūnas plazmlemmas atrodas šūnas siena, kas satur celulozi. Tas saglabā formu un ierobežo šūnu mobilitāti. Dzīvnieka šūna ir pārklāta ar glikokaliksu, kas sastāv no dažādām organiskie savienojumi. Galvenā funkcija papildu pārklājumi - aizsardzība.

Caur plazmalemmu tiek transportētas vielas un signāli tiek pārraidīti caur iebūvētiem proteīniem.

Kodols

Eikarioti atšķiras no prokariotiem ar kodolu - membrānas struktūru, sastāv no trim sastāvdaļām:

• divas membrānas ar porām;
• nukleoplazma - šķidrums, kas sastāv no hromatīna (satur RNS un DNS), olbaltumvielām, nukleīnskābēm, ūdeni;
• nucleolus - sablīvēta nukleoplazmas daļa.

Rīsi. 2. Kodola uzbūve.

Kodols kontrolē visus šūnu procesus, kā arī veic:

TOP 4 rakstikuri lasa kopā ar šo

• iedzimtas informācijas uzglabāšana un pārraide;
• ribosomu veidošanās;
• nukleīnskābju sintēze.

Citoplazma

Eikariotu citoplazmā ir dažādi organoīdi, kas veic metabolismu, pateicoties pastāvīgai citoplazmas kustībai (ciklozei). To apraksts ir parādīts eikariotu šūnas struktūras tabulā.

Organoīdi	Struktūra	Funkcijas
Endoplazmatiskais tīkls vai endoplazmatiskais tīkls (ER vai ER)	Sastāv no ārējās kodola membrānas. Ir divi veidi - gludi un raupji (ar ribosomām)	Sintezē lipīdus, hormonus, uzkrāj ogļhidrātus, neitralizē indes
Ribosoma	Nemembrānas struktūra, ko veido lielas un mazas apakšvienības. Satur proteīnu un RNS. Atrodas uz ER un citoplazmā	Sintē olbaltumvielas
Golgi komplekss (aparāts)	Sastāv no membrānas tvertnēm, kas piepildītas ar fermentiem. Savstarpēji savienots ar EPS	Ražo sekrētus, fermentus, lizosomas
Lizosomas	Pūslīši, kas sastāv no plānas membrānas un fermentiem	Sagremo citoplazmā ieslodzītās vielas
Mitohondriji	Sastāv no divām membrānām. Iekšējais veido cristae - krokas. Pildīts ar matricu, kas satur olbaltumvielas un savu DNS	Sintezē ATP

Augu šūnu raksturo divas īpašas organellas, kuru dzīvniekiem nav:

• vakuole - uzkrāj organiskās vielas, ūdeni, uztur turgoru;
• plastidi - atkarībā no sugas veic fotosintēzi (hloroplasti), uzkrāj vielas (leikoplasti), krāso ziedus un augļus (hromoplasti).

Dzīvnieku šūnās (augiem nav) ir centrosoma (šūnu centrs), kas savāc mikrotubulas, no kurām pēc tam veidojas vārpstiņa, citoskelets, flagellas un skropstas.

Rīsi. 3. Augu un dzīvnieku šūnas.

Eikarioti vairojas dalīšanās ceļā – mitoze vai mejoze. Mitoze (netieša dalīšanās) ir raksturīga visām somatiskajām (nereproduktīvajām) šūnām un vienšūnu kodolorganismiem. Mejoze ir gametu veidošanās process.

Ko mēs esam iemācījušies?

No 9. klases bioloģijas stundas īsumā uzzinājām par eikariotu šūnas uzbūvi un funkcijām. Eikarioti ir sarežģītas struktūras, kas sastāv no šūnu membrānas, citoplazmas un kodola. Eikariotu šūnas citoplazmā atrodas dažādi organoīdi (Golgi komplekss, EPS, lizosomas u.c.), kas veic intracelulāro metabolismu. Turklāt augu šūnām ir raksturīgs vakuols un plastidi, bet dzīvnieku šūnām - šūnu centrs.

Tests par tēmu

Ziņojuma izvērtēšana

Vidējais vērtējums: 4.1. Kopējais saņemto vērtējumu skaits: 300.

Jebkura šūna ir sistēma: visas tās sastāvdaļas ir savstarpēji saistītas, savstarpēji atkarīgas un mijiedarbojas viena ar otru; viena no šīs sistēmas elementu darbības traucējumiem izraisa izmaiņas un traucējumus visas sistēmas darbībā.

Veidojas šūnu kolekcija audumi, veidojas dažādi audi orgāni, un orgāni, kas mijiedarbojas un darbojas vispārējā funkcija, forma orgānu sistēmas.

Jebkurai sistēmai ir noteikta struktūra, sarežģītības pakāpe un tās pamatā ir to veidojošo elementu mijiedarbība.

Eikariotu un prokariotu šūnu struktūras iezīmes:

Eikariotu šūnu struktūra.

Eikariotu šūnu funkcijas .

Vienšūnu organismu šūnas veic visas dzīviem organismiem raksturīgās funkcijas - vielmaiņu, augšanu, attīstību, vairošanos; spējīgs pielāgoties.

Daudzšūnu organismu šūnas atšķiras pēc struktūras, atkarībā no funkcijām, ko tās veic. Epitēlija, muskuļu, nervu, saistaudi veidojas no specializētām šūnām.

Tematiskie uzdevumi

A1. Prokariotu organismi ietver

1) bacilis

4) Volvox

A2. Šūnu membrāna veic funkciju

1) proteīnu sintēze

2) iedzimtības informācijas nodošana

3) fotosintēze

4) fagocitoze un pinocitoze

A3. Norādiet punktu, kurā nosauktās šūnas struktūra sakrīt ar tās funkciju

1) neirons - saīsinājums

2) leikocītu – impulsu vadīšana

3) eritrocīts – gāzu transportēšana

4) osteocīts – fagocitoze

A4. Šūnu enerģija tiek ražota

1) ribosomas

2) mitohondriji

4) Golgi aparāts

A5. Izņemiet no piedāvātā saraksta nevajadzīgu jēdzienu

1) lamblija

2) plazmodijs

3) ciliāti

4) hlamidomonas

A6. Izņemiet no piedāvātā saraksta nevajadzīgu jēdzienu

1) ribosomas

2) mitohondriji

3) hloroplasti

4) cietes graudi

A7. Šūnu hromosomas veic funkciju

1) olbaltumvielu biosintēze

2) iedzimtības informācijas glabāšana

3) lizosomu veidošanās

4) vielmaiņas regulēšana

IN 1. No piedāvātā saraksta atlasiet hloroplastu funkcijas

1) lizosomu veidošanās

2) glikozes sintēze

3) RNS sintēze

4) ATP sintēze

5) skābekļa izdalīšanās

6) šūnu elpošana

AT 2. Izvēlieties mitohondriju struktūras iezīmes

1) ieskauj dubultā membrāna

3) ir cristae

4) ārējā membrāna ir salocīta

5) ieskauj viena membrāna

6) iekšējā membrāna ir bagāta ar fermentiem

Šūnu struktūras	Eikariotu šūna	Prokariotu šūna
Citoplazmas membrāna	Ēst	Ēst; membrānas invaginācijas veido mezosomas
Kodols	Tam ir dubultā membrāna un viens vai vairāki kodoli	Nē; ir kodolam ekvivalents - nukleoīds - citoplazmas daļa, kas satur DNS, kas nav ieskauta ar membrānu
Ģenētiskais materiāls	Lineāras DNS molekulas, kas saistītas ar olbaltumvielām	Apļveida DNS molekulas, kas nav saistītas ar olbaltumvielām
Endoplazmatiskais tīkls	Ēst	Nē
Golgi komplekss	Ēst	Nē
Lizosomas	Ēst	Nē
Mitohondriji	Ēst	Nē
Plastīdi	Ēst	Nē
Centrioles, mikrotubulas, mikrofilamenti	Ēst	Nē
Flagella	Ja tādi ir, tie sastāv no mikrotubulām, ko ieskauj citoplazmas membrāna	Ja tādi ir, tie nesatur mikrotubulus un tos neapņem citoplazmas membrāna
Šūnapvalki	Atrodas augos (spēku piešķir celuloze) un sēnēs (spēku piešķir hitīns)	Jā (peptidoglikāns dod spēku)
Kapsulas vai gļotādas slānis	Nē	Dažām baktērijām ir
Ribosomas	Jā, liels (80S)	Jā, mazs (70S)

Pārbaudes:

1.Dzīvības atbalstīšana kaut kādā līmenī ir saistīta ar vairošanās fenomenu. Kādā organizācijas līmenī reproducēšana tiek veikta, pamatojoties uz matricas sintēzi

A. Molekulārais

B. Subcelulārs

V. Šūnu

G. Tkaņevs

D. Ķermeņa līmenī

2. Konstatēts, ka organismu šūnās nav membrānu organellu un to iedzimtajam materiālam nav nukleosomālas organizācijas. Kādi organismi tie ir?

A. Vienšūņi

B. Vīrusi

B. Ascomycetes

G. Eikarioti

D. Prokarioti

3. Bioloģijas stundā skolotāja palūdza norādīt iekšā laboratorijas darbi mikroskopa palielinājuma pakāpe, kas tika izmantota mikroskopisko paraugu pētīšanai. Viens no skolēniem ar uzdevumu netika galā pats. Kā pareizi aprēķināt šo rādītāju?

A. Reiziniet indikatorus, kas norādīti uz visām mikroskopa lēcām

B. Sadaliet indeksu objektīvam ar mazāku palielinājumu ar indeksu objektīvam ar lielāku palielinājumu

B. Reiziniet objektīva un okulāra palielinājuma vērtības

D. Sadaliet objektīva palielinājumu ar okulāru

E. No okulāra palielinājuma vērtības atņemiet vērtības, kas norādītas uz visiem mikroskopa objektīviem.

4. Pētot mikroslaidu, skolēns pēc tā fiksēšanas uz objekta galda un optimāla redzes lauka apgaismojuma sasniegšanas uzstādīja x40 objektīvu un ieskatījās objektīvā. Skolotājs apturēja skolēnu un teica, ka viņa darba laikā pieļauta principiāla kļūda. Kāda kļūda tika pieļauta?

A. Nebija vērts labot mikroslaidu

B. Mikroslaida izpēti vajadzēja sākt, izmantojot zema palielinājuma objektīvu

B. Apgaismojums tiek regulēts pēdējais

D. Zāles tiek fiksētas pirms pētījuma pabeigšanas.

D. Visas manipulācijas bija jāveic apgrieztā secībā

5. Dzīvības pastāvēšanu visos līmeņos nosaka vairāk struktūra zems līmenis. Kāds organizācijas līmenis ir pirms un nodrošina dzīvības pastāvēšanu šūnu līmenī:

A. Populācija-sugas

B. audi

B. Molekulārais

G. Organisms

D. Biocenotisks

Zināšanu kontroles uzdevumi:

1. Mēģinot izpētīt mikroparaugu, izmantojot gaismas mikroskopu, pētnieks atklāja, ka viss redzes lauks ir aptumšots. Kāds varētu būt šīs parādības cēlonis? Kā novērst šo problēmu?

2. Mēģinot pētīt mikroparaugu, izmantojot gaismas mikroskopu, pētnieks atklāja, ka ir izgaismota tikai puse no redzes lauka. Kāds varētu būt šīs parādības cēlonis? Kā novērst šo problēmu?

3. Kādas manipulācijas jāveic, ja, izmantojot gaismas mikroskopu, novērotais objekts nav skaidri redzams?

A) ja uz okulāra ir apzīmējums “x15” un uz objektīva – “x8”.

B) ja okulāra lēcas palielinājuma koeficients ir “x10” un objektīvs ir “x40”

6. Materiāli izskatīšanai ar skolotāju un tā asimilācijas kontrolei:

6.1. Galveno jautājumu analīze ar skolotāju, lai apgūtu stundas tēmu.

6.2. Skolotāja paņēmienu demonstrēšana praktiski tehnikas par tēmu.

6.3. Materiāls priekš kontrole apgūstot materiālu:

Jautājumi diskusijai ar skolotāju:

1. Medicīniskā bioloģija kā zinātne par cilvēka dzīves pamatiem, pētot iedzimtības, mainīguma, individuālās un evolucionārās attīstības modeļus, kā arī morfofizioloģiskos un sociālā adaptācija personas vides apstākļiem saistībā ar viņa biosociālo būtību.

2. Mūsdienu skatuve vispārējās un medicīniskās bioloģijas attīstība. Bioloģijas vieta medicīnas izglītības sistēmā.

3. Dzīves būtība. Dzīvo būtņu īpašības. Dzīvības formas, tās pamatīpašības un atribūti. Dzīvības jēdziena definīcija pašreizējā bioloģijas zinātnes attīstības līmenī.

4. Evolucionāri noteikti dzīvības organizācijas strukturālie līmeņi; līmeņu elementārās struktūras un to raksturojošās bioloģiskās pamatparādības.

5. Ideju par dzīvo būtņu organizācijas līmeņiem nozīme medicīnā.

6. Cilvēka īpašā vieta organiskās pasaules sistēmā.

7. Fizikāli ķīmisko, bioloģisko un sociālo parādību attiecības cilvēka dzīvē.

8. Optiskās sistēmas bioloģiskajos pētījumos. Gaismas mikroskopa uzbūve un noteikumi darbam ar to.

9. Pagaidu mikroslaidu izgatavošanas tehnika, to izpēte un apraksts. Šūnu struktūras izpētes metodes

Praktiskā daļa

1. Izmantojot vadlīnijas, izpētiet mikroskopa uzbūvi un noteikumus darbam ar to.

2. Praktizēt iemaņas darbā ar mikroskopu un pagaidu preparātu izgatavošanu no vates šķiedrām un tauriņa spārnu zvīņām. Izpētīt mikroskopiskos paraugus: sīpola mizu, elodejas lapu, vardes asiņu uztriepi, pētīt tipogrāfisko fontu.

3. Ierakstiet protokolā loģiskās struktūras grafiku “Mikroskopa uzbūve”.

4. Ievadiet protokolu “Noteikumi darbam ar mikroskopu”

5. Aizpildiet tabulu “Daudzšūnu organisma organizācijas un izpētes līmeņi”.

Saistītā informācija:

Meklēt vietnē:

Prokariotu šūnas ir mazākas un vienkāršākas struktūras nekā eikariotu šūnas. Starp tiem nav daudzšūnu organismu, tikai dažreiz tie veido kaut ko līdzīgu kolonijām. Prokariotiem ir ne tikai šūnas kodols, bet arī visas membrānas organellas (mitohondriji, hloroplasti, EPS, Golgi komplekss, centrioli u.c.).

Pie prokariotiem pieder baktērijas, zilaļģes (cianobaktērijas), arhejas utt. Prokarioti bija pirmie dzīvie organismi uz Zemes.

Membrānas struktūru funkcijas veic šūnu membrānas izaugumi (invaginācijas) citoplazmā. Tie ir cauruļveida, lamelveida un citās formās. Vairākas no tām sauc par mezosomām. Fotosintētiskie pigmenti, elpošanas un citi enzīmi atrodas uz šādiem dažādiem veidojumiem un tādējādi pilda savas funkcijas.

Prokariotos šūnas centrālajā daļā ir tikai viena liela hromosoma ( nukleoīds), kam ir gredzena struktūra. Tas satur DNS. Olbaltumvielu vietā, kas piešķir hromosomai tādu formu kā eikariotiem, ir RNS. Hromosomu no citoplazmas neatdala membrānas membrāna, tāpēc viņi saka, ka prokarioti ir organismi bez kodola. Tomēr vienā vietā hromosoma ir pievienota šūnas membrānai.

Papildus nukleoīdam prokariotu šūnu struktūra satur plazmīdu klātbūtni (mazas hromosomas arī ar gredzenveida struktūru).

Atšķirībā no eikariotiem, prokariotu citoplazma ir nekustīga.

Prokariotiem ir ribosomas, taču tās ir mazākas nekā eikariotu ribosomas.

Prokariotu šūnas izceļas ar sarežģīto membrānu struktūru. Papildus citoplazmas membrānai (plazmalemmai) tiem ir šūnu siena, kā arī kapsula un citi veidojumi atkarībā no prokariotu organisma veida. Šūnu siena veic atbalsta funkciju un novērš kaitīgo vielu iekļūšanu. Baktēriju šūnu siena satur mureīnu (glikopeptīdu).

Uz prokariotu virsmas bieži atrodas flagellas (viena vai vairākas) un dažādas bārkstiņas.

Ar flagellas palīdzību šūnas pārvietojas šķidrā vidē. Bumbiņas pilda dažādas funkcijas (nodrošina nesamitrināšanu, piesaisti, transportē vielas, piedalās dzimumprocesā, veidojot konjugācijas tiltu).

Prokariotu šūnas dalās binārās dalīšanās ceļā. Viņiem nav mitozes vai mejozes. Pirms dalīšanas nukleoīds dubultojas.

Prokarioti bieži veido sporas, kas ir veids, kā izdzīvot nelabvēlīgos apstākļos. Daudzu baktēriju sporas saglabā dzīvotspēju augstā un ārkārtīgi zemā temperatūrā. Kad veidojas spora, prokariotu šūna ir pārklāta ar biezu, blīvu membrānu. Viņa iekšējā struktūra nedaudz mainās.

Eikariotu šūnas uzbūve

Eikariotu šūnas šūnu siena atšķirībā no prokariotu šūnu sienas sastāv galvenokārt no polisaharīdiem. Sēnēs galvenais ir slāpekli saturošais polisaharīds hitīns. Raugā 60-70% polisaharīdu ir glikāns un mannāns, kas saistīti ar olbaltumvielām un lipīdiem. Eikariotu šūnu sienas funkcijas ir tādas pašas kā prokariotiem.

Citoplazmas membrānai (CPM) ir arī trīsslāņu struktūra. Membrānas virsmā ir izvirzījumi, kas līdzīgi prokariotu mezosomām. CPM regulē šūnu vielmaiņas procesus.

Eikariotos CPM spēj uztvert lielus pilienus, kas satur ogļhidrātus, lipīdus un olbaltumvielas no vides. Šo parādību sauc par pinocitozi. Eikariotu šūnas CPM spēj arī uztvert cietās daļiņas no vides (fagocitozes fenomens). Turklāt CPM ir atbildīgs par vielmaiņas produktu izdalīšanos vidē.

Rīsi. 2.2 Eikariotu šūnas struktūras shēma:

1 šūnu siena; 2 citoplazmas membrāna;

3 citoplazma; 4 serdeņi; 5 endoplazmatiskais tīkls;

6 mitohondriji; 7 Golgi komplekss; 8 ribosomas;

9 lizosomas; 10 vakuoli

Kodols ir atdalīts no citoplazmas ar divām membrānām ar porām. Jauno šūnu poras ir atvērtas, tās kalpo ribosomu prekursoru migrācijai, vēstnesim un RNS pārnešanai no kodola uz citoplazmu. Nukleoplazmas kodolā atrodas hromosomas, kas sastāv no divām vītnēm līdzīgām DNS ķēdes molekulām, kas savienotas ar olbaltumvielām. Kodols satur arī kodolu, kas ir bagāts ar ziņnesis RNS un ir saistīts ar noteiktu hromosomu - nukleolāru organizētāju.

Kodola galvenā funkcija ir piedalīties šūnu reprodukcijā. Tas ir iedzimtas informācijas nesējs.

Eikariotu šūnā kodols ir vissvarīgākais, bet ne vienīgais iedzimtās informācijas nesējs. Daļa šīs informācijas ir ietverta mitohondriju un hloroplastu DNS.

Mitohondriju membrānas struktūra, kas satur divas ārējās un iekšējās membrānas, ļoti salocīta. Redox enzīmi koncentrējas uz iekšējās membrānas. Mitohondriju galvenā funkcija ir nodrošināt šūnu ar enerģiju (ATP veidošanās). Mitohondriji ir pašreproducējoša sistēma, jo tiem ir sava hromosoma, apļveida DNS un citi komponenti, kas ir daļa no normālas prokariotu šūnas.

Endoplazmatiskā retikuluma (ER) membrānas struktūra, kas sastāv no kanāliņiem, kas iekļūst visā šūnas iekšējā virsmā. Tas var būt gluds vai raupjš. Uz raupjā ES virsmas ir ribosomas, kas ir lielākas nekā prokariotu ribosomas. ES membrānas satur arī fermentus, kas sintezē lipīdus, ogļhidrātus un tos, kas ir atbildīgi par vielu transportēšanu šūnā.

Golgi kompleksās saplacinātu membrānu pūslīšu cisternu paketes, kurās tiek veikta olbaltumvielu iepakošana un transportēšana šūnā. Hidrolītisko enzīmu sintēze notiek arī Golgi kompleksā (lizosomu veidošanās vietā).

Hidrolītiskie enzīmi koncentrējas lizosomās. Šeit notiek biopolimēru (olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu) sadalīšanās.

Vakuolus no citoplazmas atdala membrānas. Rezerves vakuoli satur šūnas rezerves barības vielas, un atkritumu vakuoli satur nevajadzīgus vielmaiņas produktus un toksiskas vielas.

Visredzamākais Atšķirība starp prokariotiem un eikariotiem ir tāda, ka pēdējiem ir kodols, kas atspoguļojas šo grupu nosaukumos: “kario” no sengrieķu valodas ir tulkots kā kodols, “pro” - pirms, “eu” - labs. Tādējādi prokarioti ir pirmskodolu organismi, eikarioti ir kodoli.

Tomēr šī ir tālu no vienīgās un, iespējams, ne galvenās atšķirības starp prokariotu organismiem un eikariotiem. Prokariotu šūnām vispār nav membrānas organellu.(ar retiem izņēmumiem) - mitohondriji, hloroplasti, Golgi komplekss, endoplazmatiskais tīkls, lizosomas.

To funkcijas veic šūnu membrānas izaugumi (invaginācijas), uz kuriem atrodas dažādi pigmenti un enzīmi, kas nodrošina dzīvības procesus.

Prokariotiem nav eikariotiem raksturīgo hromosomu. Viņu galvenais ģenētiskais materiāls ir nukleoīds, kas parasti ir gredzena forma. Eikariotu šūnās hromosomas ir DNS un histonu proteīnu kompleksi (tam ir svarīga loma DNS iepakojumā). Šos ķīmiskos kompleksus sauc par hromatīnu. Prokariotu nukleoīds nesatur histonus, un ar to saistītās RNS molekulas piešķir tai formu.

Eikariotu hromosomas atrodas kodolā. Prokariotos nukleoīds atrodas citoplazmā un parasti ir piestiprināts vienā vietā pie šūnas membrānas.

Papildus nukleoīdam prokariotu šūnās ir atšķirīgs plazmīdu skaits - nukleoīdi, kuru izmērs ir ievērojami mazāks par galveno.

Gēnu skaits prokariotu nukleoīdā ir par vienu pakāpi mazāks nekā hromosomās. Eikariotiem ir daudz gēnu, kas veic regulējošu funkciju attiecībā pret citiem gēniem. Tas ļauj specializēties daudzšūnu organisma eikariotu šūnām, kas satur vienu un to pašu ģenētisko informāciju; mainot vielmaiņu, elastīgāk reaģēt uz ārējās un iekšējās vides izmaiņām. Arī gēnu struktūra ir atšķirīga. Prokariotos DNS gēni ir sakārtoti grupās, ko sauc par operoniem. Katrs operons tiek pārrakstīts kā viena vienība.

Starp prokariotiem un eikariotiem ir arī atšķirības transkripcijas un tulkošanas procesos. Pats svarīgākais ir tas, ka prokariotu šūnās šie procesi var notikt vienlaicīgi vienā kurjer-RNS molekulā: kamēr tā vēl tiek sintezēta uz DNS, ribosomas jau “sēž” tās gatavajā galā un sintezē proteīnu. Eikariotu šūnās mRNS pēc transkripcijas iziet tā saukto nobriešanu. Un tikai pēc tam uz tā var sintezēt olbaltumvielas.

Prokariotu ribosomas ir mazākas (sedimentācijas koeficients 70S) nekā eikariotu ribosomas (80S). Proteīnu un RNS molekulu skaits ribosomu apakšvienībās ir atšķirīgs. Jāņem vērā, ka mitohondriju un hloroplastu ribosomas (kā arī ģenētiskais materiāls) ir līdzīgas prokariotiem, kas var liecināt par to izcelsmi no seniem prokariotu organismiem, kas nokļuvuši saimniekšūnā.

Prokarioti parasti izceļas ar sarežģītāku čaumalu struktūru. Papildus citoplazmas membrānai un šūnu sienai tām ir arī kapsula un citas struktūras atkarībā no prokariotu organisma veida. Šūnu siena veic atbalsta funkciju un novērš kaitīgo vielu iekļūšanu. Baktēriju šūnu siena satur mureīnu (glikopeptīdu). Starp eikariotiem augiem ir šūnu siena (tās galvenā sastāvdaļa ir celuloze), un sēnēm ir hitīns.

Prokariotu šūnas dalās binārās dalīšanās ceļā. Viņiem ir nav sarežģītu šūnu dalīšanās procesu (mitoze un mejoze), kas raksturīgs eikariotiem. Lai gan pirms dalīšanās nukleoīds dubultojas, tāpat kā hromatīns hromosomās. IN dzīves cikls Eikariotos notiek diploīdu un haploīdu fāžu maiņa. Šajā gadījumā parasti dominē diploīdā fāze. Atšķirībā no viņiem prokariotiem tā nav.

Eikariotu šūnas ir dažāda izmēra, taču jebkurā gadījumā tās ir ievērojami lielākas nekā prokariotu šūnas (desmitiem reižu).

Uzturvielas iekļūst prokariotu šūnās tikai ar osmozi. Turklāt eikariotu šūnās var novērot arī fago- un pinocitozi (pārtikas un šķidruma “uztveršanu”, izmantojot citoplazmas membrānu).

Kopumā atšķirība starp prokariotiem un eikariotiem slēpjas pēdējo nepārprotami sarežģītākā struktūrā. Tiek uzskatīts, ka prokariotu šūnas radās abioģenēzes ceļā (ilgtermiņa ķīmiskā evolūcija apstākļos agrīnā zeme). Eikarioti parādījās vēlāk no prokariotiem, izmantojot to apvienošanos (simbiotiskās un arī himēriskās hipotēzes) vai atsevišķu pārstāvju evolūciju (invaginācijas hipotēze). Eikariotu šūnu sarežģītība ļāva tām organizēt daudzšūnu organismu un evolūcijas procesā nodrošināt visu pamata dzīvības daudzveidību uz Zemes.

Atšķirību tabula starp prokariotiem un eikariotiem

RakstursProkariotiEukariotiŠūnas kodols Membrānas organoīdi Šūnu membrānas Ģenētiskais materiāls Divīzija Daudzšūnu raksturs Ribosomas Vielmaiņa Izcelsme

Nē	Ēst
Nē. To funkcijas veic šūnu membrānas invaginācijas, uz kurām atrodas pigmenti un fermenti.	Mitohondriji, plastidi, lizosomas, ER, Golgi komplekss
Sarežģītāk ir dažādas kapsulas. Šūnu siena ir izgatavota no mureīna.	Šūnu sienas galvenā sastāvdaļa ir celuloze (augos) vai hitīns (sēnēs). Dzīvnieku šūnām nav šūnu sienas.
Ievērojami mazāk. To attēlo nukleoīds un plazmīdas, kurām ir gredzena forma un kuras atrodas citoplazmā.	Iedzimtas informācijas apjoms ir ievērojams. Hromosomas (sastāv no DNS un olbaltumvielām). Diploīdija ir raksturīga.
Bināro šūnu dalīšanās.	Ir mitoze un mejoze.
Nav raksturīgi prokariotiem.	Tos pārstāv gan vienšūnu, gan daudzšūnu formas.
Mazāks	Lielāks
Daudzveidīgāks (heterotrofi, fotosintētiski un ķīmiski sintētiski Dažādi ceļi autotrofi; anaerobā un aerobā elpošana).	Autotrofija notiek tikai augos fotosintēzes dēļ. Gandrīz visi eikarioti ir aerobi.
No nedzīvās dabas ķīmiskās un prebioloģiskās evolūcijas procesā.	No prokariotiem to bioloģiskās evolūcijas procesā.

Eikariotu šūnas

Sarežģītākā organizācija ir raksturīga dzīvnieku un augu eikariotu šūnām. Dzīvnieku un augu šūnu struktūrai ir raksturīga fundamentāla līdzība, taču to forma, izmērs un svars ir ārkārtīgi daudzveidīgi un ir atkarīgi no tā, vai organisms ir vienšūnu vai daudzšūnu. Piemēram, kramaļģes, eiglēnas, raugi, miksomicīti un vienšūņi ir vienšūnu eikarioti, savukārt lielākā daļa citu organismu veidu ir daudzšūnu eikarioti, kuru šūnu skaits svārstās no dažiem (piemēram, dažos helmintos) līdz miljardiem (zīdītājiem). uz vienu šūnu.organisms. Cilvēka ķermenis sastāv no aptuveni 10 dažādām šūnām, kuras viena no otras atšķiras ar veiktajām funkcijām.

Cilvēka gadījumā ir vairāk nekā 200 dažādu šūnu veidu. Lielākā daļa cilvēka ķermeņa šūnu ir epitēlija šūnas, starp kurām ir keratinizējošās šūnas (mati un nagi), šūnas ar absorbcijas un barjeras funkcijām (kuņģa-zarnu traktā, uroģenitālajā traktā, radzenē, maksts un citās orgānu sistēmās), oderējuma šūnas. iekšējie orgāni un dobumos (pneimocīti, serozās šūnas un daudzi citi). Ir šūnas, kas nodrošina vielmaiņu un rezerves vielu (hepatocītu, tauku šūnas). Liela grupa sastāv no epitēlija un saistaudu šūnām, kas izdala ārpusšūnu matricu (amiloblastus, fibroblastus, osteoblastus un citus) un hormonus, kā arī kontraktilās šūnas (skeleta un sirds muskuļi, varavīksnene un citas struktūras), asins šūnas un imūnsistēma(eritrocīti, neitrofīli, eozinofīli, bazofīli, T-limfocīti un citi). Ir arī šūnas, kas darbojas kā sensorie devēji (fotoreceptori, taustes, dzirdes, ožas, garšas un citi receptori). Ievērojamu šūnu skaitu pārstāv centrālās daļas neironi un glia šūnas nervu sistēma. Ir arī specializētas acs lēcas šūnas, pigmenta šūnas un uztura šūnas, ko tālāk sauc par pavarda šūnām. Ir zināmi arī daudzi citi cilvēka šūnu veidi.

Dabā nav tipiskas šūnas, jo tām visām ir raksturīga ārkārtēja daudzveidība. Neskatoties uz to, visas eikariotu šūnas ievērojami atšķiras no prokariotu šūnām vairāku īpašību un, galvenais, tilpuma, formas un izmēra ziņā. Lielākajā daļā eikariotu šūnu tilpums pārsniedz prokariotu tilpumu 1000-10 000 reižu. Šis prokariotu šūnu apjoms ir saistīts ar dažādu organellu saturu tajās, kas veic dažādas šūnu funkcijas. Eikariotu šūnām raksturīgs arī liels daudzums ģenētiskā materiāla, kas galvenokārt koncentrēts relatīvi lielos daudzumos hromosomas, kas nodrošina tām lielākas diferenciācijas un specializācijas iespējas.

Tikpat svarīga eikariotu šūnu iezīme ir tā, ka tām ir raksturīga nodalīšana, ko nodrošina iekšējo membrānu sistēmu klātbūtne. Tā rezultātā daudzi fermenti tiek lokalizēti noteiktos nodalījumos. Piemēram, gandrīz visi fermenti, kas katalizē olbaltumvielu sintēzi dzīvnieku šūnās, ir lokalizēti ribosomās, savukārt enzīmi, kas katalizē fosfolipīdu sintēzi, galvenokārt koncentrējas uz šūnu citoplazmas membrānu. Atšķirībā no prokariotu šūnām, eikariotu šūnām ir kodols.

Eikariotu šūnām, salīdzinot ar prokariotu šūnām, ir sarežģītāka sistēma vielu uztveršanai no vides, bez kuras to dzīve nav iespējama. Pastāv arī citas atšķirības starp eikariotu un prokariotu šūnām.

Šūnu forma var būt ļoti dažāda un bieži vien ir atkarīga arī no to veiktajām funkcijām. Piemēram, daudziem vienšūņiem ir ovāla forma, savukārt sarkanās asins šūnas ir ovāli diski un muskuļu šūnas zīdītāji ir iegareni. Eikariotu šūnu izmēri ir mikroskopiski (3. tabula).

Dažiem šūnu veidiem ir raksturīgi ievērojami izmēri. Piemēram, izmēri nervu šūnas lieliem dzīvniekiem tie sasniedz vairākus metrus garus, bet cilvēkiem - līdz 1 metram. Atsevišķu augu audu šūnas sasniedz vairākus milimetrus.

Tiek uzskatīts, ka jo lielāks ir organisms sugā, jo lielākas ir tās šūnas. Tomēr radniecīgām dzīvnieku sugām, kas atšķiras pēc izmēra, ir raksturīgas arī līdzīga izmēra šūnas. Piemēram, visiem zīdītājiem ir līdzīga izmēra sarkanās asins šūnas.

Šūnas atšķiras arī pēc masas. Piemēram, viena cilvēka aknu šūna (hepatocīts) sver 19-9 g.

Cilvēka somatiskā šūna (tipiska eikariotu šūna) ir veidojums, kas sastāv no daudziem strukturālās sastāvdaļas mikroskopiskie un submikroskopiskie izmēri (46. att.).

Lietošana elektronu mikroskopija un citas metodes ļāva noteikt ārkārtēju daudzveidību gan apvalka, gan citoplazmas, gan kodola struktūrā. Jo īpaši tika izveidots intracelulāro struktūru struktūras membrānas princips, uz kura pamata tiek izdalītas vairākas šūnas strukturālās sastāvdaļas, proti.