Nodarbības veids: kombinēts.

Metodes: verbāls, vizuāls, praktisks, problēmu meklēšana.

Nodarbības mērķi

Izglītojoši: padziļināt skolēnu zināšanas par eikariotu šūnu uzbūvi, iemācīt tās pielietot praktiskajās nodarbībās.

Attīstība: uzlabojiet studentu prasmes strādāt didaktiskais materiāls; attīstīt skolēnu domāšanu, piedāvājot uzdevumus prokariotu un eikariotu šūnu, augu šūnu un dzīvnieku šūnu salīdzināšanai, identificējot līdzīgas un atšķirīgas pazīmes.

Aprīkojums: plakāts “Citoplazmas membrānas struktūra”; uzdevumu kartes; izdales materiāls (prokariotu šūnas uzbūve, tipiska augu šūna, dzīvnieka šūnas uzbūve).

Starpdisciplināras saiknes: botānika, zooloģija, cilvēka anatomija un fizioloģija.

Nodarbības plāns

I. Organizatoriskais moments

Gatavības pārbaude nodarbībai.
Pārbauda studentu sarakstu.
Paziņojiet nodarbības tēmu un mērķus.

II. Jauna materiāla apgūšana

Organismu dalījums pro- un eikariotos

Šūnām ir ārkārtīgi daudzveidīga forma: dažas ir apaļas, citas izskatās kā zvaigznes ar daudziem stariem, citas ir iegarenas utt. Šūnām ir arī dažāds izmērs – no mazākajām, gaismas mikroskopā grūti atšķiramām, līdz lieliski saskatāmām ar neapbruņotu aci (piemēram, zivju un varžu olas).

Jebkura neapaugļota ola, tostarp milzīgās pārakmeņojušās dinozauru olas, kas tiek glabātas paleontoloģijas muzejos, arī kādreiz bija dzīvas šūnas. Tomēr, ja mēs runājam par galvenajiem elementiem iekšējā struktūra, visas šūnas ir līdzīgas viena otrai.

Prokarioti (no lat. pro- pirms, agrāk, vietā un grieķu. karjons– kodols) ir organismi, kuru šūnām nav ar membrānu saistīta kodola, t.i. visas baktērijas, tostarp arhebaktērijas un zilaļģes. Kopējais skaits Prokariotu sugu ir aptuveni 6000. Visa prokariotu šūnas (genofora) ģenētiskā informācija ir ietverta vienā apļveida DNS molekulā. Mitohondriju un hloroplastu nav, elpošanas jeb fotosintēzes funkcijas, kas nodrošina šūnu ar enerģiju, veic plazmas membrāna (1. att.). Prokarioti vairojas bez izteikta dzimumprocesa, daloties divās daļās. Prokarioti spēj veikt vairākus specifiskus fizioloģiskus procesus: tie fiksē molekulāro slāpekli, veic pienskābes fermentāciju, sadala koksni un oksidē sēru un dzelzi.

Pēc ievadsarunas skolēni apskata prokariotu šūnas uzbūvi, salīdzinot galvenās struktūras pazīmes ar eikariotu šūnu veidiem (1. att.).

Eikarioti -Šo augstākie organismi ar skaidri definētu kodolu, ko no citoplazmas atdala membrāna (kariomembrana). Eikariotos ietilpst visi augstākie dzīvnieki un augi, kā arī vienšūnas un daudzšūnu aļģes, sēnes un vienšūņi. Kodola DNS eikariotos atrodas hromosomās. Eikariotiem ir šūnu organellas, ko ierobežo membrānas.

Atšķirības starp eikariotiem un prokariotiem

– Eikariotiem ir īsts kodols: eikariotu šūnas ģenētisko aparātu aizsargā membrāna, kas līdzīga pašas šūnas membrānai.
– Citoplazmā iekļautās organellas ieskauj membrāna.

Augu un dzīvnieku šūnu uzbūve

Jebkura organisma šūna ir sistēma. Tas sastāv no trim savstarpēji saistītām daļām: apvalka, kodola un citoplazmas.

Studējot botāniku, zooloģiju un cilvēka anatomiju, jūs jau esat iepazinies ar dažāda veida šūnu uzbūvi. Īsi apskatīsim šo materiālu.

1. vingrinājums. Pamatojoties uz 2. attēlu, nosakiet, kuriem organismiem un audu veidiem atbilst šūnas ar numuru 1–12. Kas nosaka to formu?

Augu un dzīvnieku šūnu organellu uzbūve un funkcijas

Izmantojot 3. un 4. attēlu un Bioloģijas vārdnīcu un mācību grāmatu, skolēni aizpilda tabulu, kurā salīdzina dzīvnieku un augu šūnas.

Tabula. Augu un dzīvnieku šūnu organellu uzbūve un funkcijas

Šūnu organellas	Organellu uzbūve	Funkcija	Organellu klātbūtne šūnās
			augi	dzīvnieki
Hloroplasts	Tas ir plastida veids	Krāso augus zaļa krāsa, tajā notiek fotosintēze
Leikoplasts	Apvalks sastāv no divām elementārām membrānām; iekšēji, augot stromā, veido dažus tilakoīdus	Sintē un uzkrāj cieti, eļļas, olbaltumvielas
Hromoplasts	Plastīdas ar dzeltenu, oranžu un sarkanu krāsu, krāsa ir saistīta ar pigmentiem - karotinoīdiem	Rudens lapu sarkana, dzeltena krāsa, sulīgi augļi utt.
	Aizņem līdz 90% no nobriedušas šūnas tilpuma, piepildīta ar šūnu sulu	Turgora uzturēšana, rezerves vielu un vielmaiņas produktu uzkrāšanās, osmotiskā spiediena regulēšana u.c.
Mikrotubulas	Sastāv no proteīna tubulīna, kas atrodas netālu no plazmas membrānas	Tie piedalās celulozes nogulsnēšanā uz šūnu sieniņām un dažādu organellu kustībā citoplazmā. Šūnu dalīšanās laikā mikrotubulas veido vārpstas struktūras pamatu
Plazmas membrāna (PMM)	Sastāv no lipīdu divslāņa, kurā iekļūst olbaltumvielas, kas iegremdētas dažādos dziļumos	Barjera, vielu transportēšana, komunikācija starp šūnām
Gluda EPR	Plakano un sazaroto cauruļu sistēma	Veic lipīdu sintēzi un atbrīvošanu
Aptuvens EPR	Tas ieguva savu nosaukumu daudzo ribosomu dēļ, kas atrodas uz tās virsmas.	Olbaltumvielu sintēze, uzkrāšanās un transformācija atbrīvošanai no šūnas uz āru
	Ieskauj dubultā kodola membrāna ar porām. Ārējā kodola membrāna veido nepārtrauktu struktūru ar ER membrānu. Satur vienu vai vairākus nukleolus	Iedzimtas informācijas nesējs, šūnu aktivitātes regulēšanas centrs
Šūnapvalki	Sastāv no garām celulozes molekulām, kas sakārtotas saišķos, ko sauc par mikrofibrilām	Ārējais rāmis, aizsargapvalks
Plazmodesmata	Sīki citoplazmas kanāli, kas iekļūst šūnu sieniņās	Apvienojiet blakus esošo šūnu protoplastus
Mitohondriji		ATP sintēze (enerģijas uzglabāšana)
Golgi aparāts	Sastāv no plakanu maisiņu kaudzes, ko sauc par cisternām vai diktiosomām	Polisaharīdu sintēze, CPM un lizosomu veidošanās
Lizosomas		Intracelulārā gremošana
Ribosomas	Sastāv no divām nevienlīdzīgām apakšvienībām - lieli un mazi, kuros tie var atdalīties	Olbaltumvielu biosintēzes vieta
Citoplazma	Sastāv no ūdens ar lielu skaitu izšķīdušo vielu, kas satur glikozi, olbaltumvielas un jonus	Tajā atrodas citas šūnu organellas un tiek veikti visi šūnu vielmaiņas procesi.
Mikrofilamenti	Šķiedras, kas izgatavotas no proteīna aktīna, parasti ir sakārtotas saišķos netālu no šūnu virsmas	Piedalieties šūnu kustībā un formas maiņā
Centrioles	Var būt daļa no šūnas mitotiskā aparāta. Diploīdā šūna satur divus centriolu pārus	Piedalīties šūnu dalīšanās procesā dzīvniekiem; aļģu, sūnu un vienšūņu zoosporās tie veido skropstu bazālos ķermeņus
Microvilli	Plazmas membrānas izvirzījumi	Tie palielina šūnas ārējo virsmu; mikrovilli kolektīvi veido šūnas robežu

secinājumus

1. Šūnu siena, plastidi un centrālā vakuola ir unikāla augu šūnām.
2. Lizosomas, centrioli, mikrovilli atrodas galvenokārt tikai dzīvnieku organismu šūnās.
3. Visas pārējās organellas ir raksturīgas gan augu, gan dzīvnieku šūnām.

Šūnu membrānas struktūra

Šūnas membrāna atrodas ārpus šūnas, atdalot pēdējo no ķermeņa ārējās vai iekšējās vides. Tās pamatā ir plazmlemma (šūnu membrāna) un ogļhidrātu-olbaltumvielu sastāvdaļa.

Šūnu membrānas funkcijas:

– saglabā šūnas formu un piešķir mehānisku izturību šūnai un ķermenim kopumā;
- aizsargā šūnu no mehāniski bojājumi un kaitīgu savienojumu iekļūšana tajā;
– veic molekulāro signālu atpazīšanu;
– regulē vielmaiņu starp šūnu un vidi;
– veic starpšūnu mijiedarbību daudzšūnu organismā.

Šūnu sienas funkcija:

– attēlo ārējo rāmi – aizsargapvalku;
- nodrošina vielu transportēšanu (ūdens, sāļi, daudzu molekulu molekulas iziet cauri šūnas sieniņai organisko vielu).

Dzīvnieku šūnu ārējais slānis, atšķirībā no augu šūnu sieniņām, ir ļoti plāns un elastīgs. Tas nav redzams gaismas mikroskopā un sastāv no dažādiem polisaharīdiem un olbaltumvielām. Virsmas slānis dzīvnieku šūnas sauc glikokalikss, pilda dzīvnieku šūnu tiešas sasaistes funkciju ar ārējo vidi, ar visām to apkārtējām vielām, bet nespēlē atbalsta lomu.

Zem dzīvnieka šūnas glikokaliksa un augu šūnas sienas atrodas plazmas membrāna, kas robežojas tieši ar citoplazmu. Plazmas membrāna sastāv no olbaltumvielām un lipīdiem. Tie ir sakārtoti sakārtoti, jo atšķiras ķīmiskās mijiedarbības kopā. Lipīdu molekulas plazmas membrānā ir izvietotas divās rindās un veido nepārtrauktu lipīdu divslāņu slāni. Olbaltumvielu molekulas neveido nepārtrauktu slāni, tās atrodas lipīdu slānī, iegremdējot tajā dažādos dziļumos. Olbaltumvielu un lipīdu molekulas ir mobilas.

Plazmas membrānas funkcijas:

– veido barjeru, kas atdala šūnas iekšējo saturu no ārējā vide;
– nodrošina vielu transportēšanu;
– nodrošina saziņu starp šūnām daudzšūnu organismu audos.

Vielu iekļūšana šūnā

Šūnas virsma nav nepārtraukta. Citoplazmas membrānā ir daudz sīku caurumu - poru, caur kurām ar vai bez īpašu proteīnu palīdzību šūnā var iekļūt joni un mazas molekulas. Turklāt daži joni un mazas molekulas var iekļūt šūnā tieši caur membrānu. Svarīgāko jonu un molekulu iekļūšana šūnā nav pasīvā difūzija, bet gan aktīva transportēšana, kas prasa enerģijas patēriņu. Vielu transportēšana ir selektīva. Selektīvo šūnu membrānas caurlaidību sauc puscaurlaidība.

Autors fagocitozeŠūnā iekļūst lielas organisko vielu molekulas, piemēram, olbaltumvielas, polisaharīdi, pārtikas daļiņas un baktērijas. Fagocitoze notiek, piedaloties plazmas membrānai. Vietā, kur šūnas virsma saskaras ar jebkuras blīvas vielas daļiņu, membrāna noliecas, veido padziļinājumu un ieskauj daļiņu, kas ir iegremdēta šūnas iekšpusē “membrānas kapsulā”. Izveidojas gremošanas vakuola, un tajā tiek sagremotas šūnā nonākušās organiskās vielas.

Dzīvnieku un cilvēku amēbas, ciliāti un leikocīti barojas ar fagocitozi. Leikocīti absorbē baktērijas, kā arī dažādas cietās daļiņas, kas nejauši nonāk organismā, tādējādi pasargājot to no patogēnās baktērijas. Augu, baktēriju un zilaļģu šūnu siena novērš fagocitozi, un tāpēc tajos netiek realizēts šāds vielu iekļūšanas ceļš šūnā.

Caur plazmas membrānu šūnā iekļūst arī šķidruma pilieni, kas satur dažādas vielas izšķīdinātā un suspendētā stāvoklī.Šo parādību sauca pinocitoze. Šķidruma uzsūkšanās process ir līdzīgs fagocitozei. Šķidruma piliens tiek iegremdēts citoplazmā “membrānas iepakojumā”. Organiskās vielas, kas nonāk šūnā kopā ar ūdeni, sāk sagremot citoplazmā esošo enzīmu ietekmē. Pinocitoze dabā ir plaši izplatīta, un to veic visu dzīvnieku šūnas.

III. Apgūtā materiāla nostiprināšana

Kuras divas lielas grupas Vai visi organismi ir sadalīti pēc to kodola uzbūves?
Kuras organellas ir raksturīgas tikai augu šūnām?
Kuras organellas ir unikālas dzīvnieku šūnām?
Kā atšķiras augu un dzīvnieku šūnu membrānas struktūra?
Kādi ir divi veidi, kā vielas nonāk šūnā?
Kāda ir fagocitozes nozīme dzīvniekiem?

Šūnu organellas - noturīgi šūnu orgāni, struktūras, kas nodrošina vairāku funkciju izpildi šūnas dzīves laikā: ģenētiskās informācijas saglabāšana un pārraide, pārvietošanās, dalīšanās, vielu pārnešana, sintēze un citas.

Uz eikariotu šūnu organellām ietilpst:

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

Kodols parasti tiek klasificēts arī kā eikariotu šūnu organellu. Augu šūnas galvenā iezīme ir plastidu klātbūtne.

Augu šūnas struktūra:

Parasti augu šūnā ietilpst:

• membrāna;
• citoplazma ar organellām;
• celulozes apvalks;
• vakuoli ar šūnu sulu;
• kodols.

Dzīvnieka šūnas struktūra:

Dzīvnieka šūnas struktūra sastāv no:

• citoplazma ar organellām;
• kodols ar hromosomām;
• ārējās membrānas klātbūtne.

Kādu funkciju veic šūnu organellas - tabula

Organoīda nosaukums	Organoīda struktūra	Organoīda funkcijas
Endoplazmatiskais tīkls (ER)	Plakanu slāņu sistēma, kas veido dobumus un kanālus. Ir divi veidi: gluda un granulēta (ir ribosomas).	1. Sadala šūnas citoplazmu izolētās telpās, lai atvienotu lielāko daļu paralēlo reakciju. 2. Ogļhidrāti un tauki tiek sintezēti uz gludas ER, un olbaltumvielas tiek sintezētas uz granulētās ER. 3. Nepieciešams piegādei un apritei barības vielasšūnas iekšpusē.
Mitohondriji	Izmēri svārstās no 1 līdz 7 mikroniem. Mitohondriju skaits šūnā var būt līdz pat desmitiem tūkstošu. Mitohondriju ārējais apvalks ir apveltīts ar dubultmembrānas struktūru. Ārējā membrāna ir gluda. Iekšējais sastāv no krustveida izaugumiem ar elpošanas enzīmiem.	1. Nodrošināt ATP sintēzi. 2. Enerģijas funkcija.
Šūnu membrānu	Tam ir trīsslāņu struktūra. Satur trīs klašu lipīdus: fosfolipīdus, glikolipīdus, holesterīnu.	1. Membrānas struktūras uzturēšana. 2. Dažādu molekulu kustība. 3. Selektīva caurlaidība. 4. Apkārtējās vides signālu uztveršana un maiņa.
Kodols	Lielākā organelle, kas ievietota divu membrānu apvalkā. Tam ir hromatīns un arī "kodola" struktūra.	1. Ģenētiskās informācijas uzglabāšana, kā arī tās pārnešana uz meitas šūnām dalīšanās procesā. 2. Hromosomas satur DNS. 3. Ribosomas veidojas kodolā. 4. Šūnu aktivitātes kontrole.
Ribosomas	Mazie organoīdi, kuriem ir sfēriska vai elipsoidāla forma. Diametrs parasti ir 15-30 nanometri.	1. Nodrošināt proteīnu sintēzi.
Citoplazma	Šūnas iekšējā vide, kurā atrodas kodols un citas organellas. Struktūra ir smalkgraudaina, pusšķidra.	1. Transporta funkcija. 2. Nepieciešams organellu mijiedarbībai. 2. Regulē vielmaiņas bioķīmisko procesu ātrumu.
Lizosomas	Parasts sfērisks membrānas maisiņš, kas piepildīts ar gremošanas enzīmiem.	1. Dažādas funkcijas, kas ir saistīti ar molekulu vai struktūru sadalīšanos.

Šūnu organellas - video

Organoīdi – pastāvīgas un būtiskas šūnu sastāvdaļas; specializētas šūnas citoplazmas zonas, kurām ir noteikta struktūra un kas šūnā veic noteiktas funkcijas. Ir vispārēja un īpaša mērķa organoīdi.

Vispārējas nozīmes organellas atrodas lielākajā daļā šūnu (endoplazmatiskais tīkls, mitohondriji, plastidi, Golgi komplekss, lizosomas, vakuoli, šūnu centrs, ribosomas). Speciāliem nolūkiem paredzētie organelli ir raksturīgi tikai specializētām šūnām (miofibrilām, flagellas, cilijām, saraušanās un gremošanas vakuolām). Organellām (izņemot ribosomas un šūnu centru) ir membrānas struktūra.

Endoplazmatiskais tīkls (ER) – Šī ir sazarota savstarpēji savienotu dobumu, cauruļu un kanālu sistēma, ko veido elementārās membrānas un kas iekļūst visā šūnas biezumā. Atvēra 1943. gadā Porters. Īpaši daudz endoplazmas retikuluma kanālu ir šūnās ar intensīvu vielmaiņu. Vidēji EPS apjoms svārstās no 30% līdz 50% no kopējā šūnu tilpuma. EPS ir labila. Iekšējo spraugu un cana forma

zivis, to izmērs, atrašanās vieta šūnā un daudzums mainās dzīves laikā. Šūna ir vairāk attīstīta dzīvniekiem. ER ir morfoloģiski un funkcionāli saistīts ar citoplazmas robežslāni, kodola apvalku, ribosomām, Golgi kompleksu un vakuoliem, kopā ar tiem veidojot vienotu funkcionālu un strukturālu sistēmu vielmaiņas, enerģijas un vielu kustībai šūnā. . Mitohondriji un plastidi uzkrājas netālu no endoplazmatiskā tīkla.

Ir divu veidu EPS: raupja un gluda. Tauku un ogļhidrātu sintēzes sistēmu enzīmi ir lokalizēti uz gludās (agranulārās) ER membrānām: šeit notiek ogļhidrātu un gandrīz visu šūnu lipīdu sintēze. Šūnās dominē endoplazmatiskā retikuluma gludās šķirnes membrānas tauku dziedzeri, aknas (glikogēna sintēze), šūnās ar augsts saturs barības vielas (augu sēklas). Ribosomas atrodas uz rupjā (granulētā) EPS membrānas, kur notiek olbaltumvielu biosintēze. Daļa no to sintezētajām olbaltumvielām ir iekļautas endoplazmatiskā tīkla membrānā, pārējās nonāk tās kanālu lūmenā, kur tās tiek pārveidotas un transportētas uz Golgi kompleksu. Īpaši daudz raupju membrānu ir dziedzeru šūnās un nervu šūnās.

Rīsi. Rupjš un gluds endoplazmatiskais tīkls.

Rīsi. Vielu transportēšana caur kodolu – endoplazmatiskais tīkls (ER) – Golgi kompleksā sistēma.

Endoplazmatiskā retikuluma funkcijas:

1) olbaltumvielu (rupja EPS), ogļhidrātu un lipīdu sintēze (gluda EPS);

2) vielu transportēšana, gan iekļūstot šūnā, gan no jauna sintezēto;

3) citoplazmas sadalīšana nodalījumos (nodalījumos), kas nodrošina enzīmu sistēmu telpisku atdalīšanu, kas nepieciešama to secīgai iekļūšanai bioķīmiskās reakcijās.

Mitohondriji – atrodas gandrīz visu veidu vienšūnu un daudzšūnu organismu šūnās (izņemot zīdītāju eritrocītus). To skaits dažādās šūnās atšķiras un ir atkarīgs no šūnas funkcionālās aktivitātes līmeņa. Žurku aknu šūnā to ir aptuveni 2500, dažu mīkstmiešu tēviņu reproduktīvajā šūnā - 20 - 22. Lidojošo putnu krūšu muskuļos to ir vairāk nekā nelidojošu putnu krūšu muskuļos.

Mitohondrijiem ir sfēriska, ovāla un cilindriska ķermeņa forma. Izmēri ir 0,2 - 1,0 mikroni diametrā un līdz 5 - 7 mikroniem garumā.

Rīsi. Mitohondriji.

Vītņveida formu garums sasniedz 15-20 mikronus. No ārpuses mitohondrijus ierobežo gluda ārējā membrāna, kas pēc sastāva ir līdzīga plazmalemmai. Iekšējā membrāna veido daudzus izaugumus - cristae - un satur daudzus enzīmus, ATP-some (sēņu ķermeņus), kas ir iesaistīti barības vielu enerģijas pārvēršanas procesos ATP enerģijā. Cristae skaits ir atkarīgs no šūnas funkcijas. Muskuļu mitohondrijās ir daudz kristālu, tās aizņem visu organellas iekšējo dobumu. Embrionālo šūnu mitohondrijās cristae ir reti sastopamas. Augos iekšējās membrānas izaugumiem bieži ir cauruļu forma. Mitohondriju dobums ir piepildīts ar matricu, kas satur ūdeni, minerālsāļus, fermentu proteīnus un aminoskābes. Mitohondrijiem ir autonoma proteīnu sintezēšanas sistēma: apļveida DNS molekula, Dažādi RNS un mazākas ribosomas nekā citoplazmā.

Mitohondriji ir cieši saistīti ar endoplazmatiskā tīkla membrānām, kuru kanāli bieži atveras tieši mitohondrijās. Pieaugot orgāna slodzei un pastiprinoties sintētiskajiem procesiem, kuriem nepieciešama enerģija, kontakti starp EPS un mitohondrijiem kļūst īpaši daudz. Mitohondriju skaits var strauji palielināties, sadaloties. Mitohondriju spēja vairoties ir saistīta ar DNS molekulas klātbūtni tajos, kas atgādina baktēriju cirkulāro hromosomu.

Mitohondriju funkcijas:

1) universāla enerģijas avota - ATP sintēze;

2) sintēze steroīdie hormoni;

3) specifisku proteīnu biosintēze.

Plastīdi - organellas ar membrānas struktūru, kas raksturīgas tikai augu šūnām. Tajos notiek ogļhidrātu, olbaltumvielu un tauku sintēzes procesi. Pamatojoties uz pigmenta saturu, tos iedala trīs grupās: hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti.

Hloroplastiem ir relatīvi nemainīga eliptiska vai lēcas forma. Lielākais diametra izmērs ir 4-10 mikroni. Skaitlis šūnā svārstās no dažām vienībām līdz vairākiem desmitiem. To izmērs, krāsas intensitāte, skaits un atrašanās šūnā ir atkarīga no apgaismojuma apstākļiem, augu sugas un fizioloģiskā stāvokļa.

Rīsi. Hloroplasts, struktūra.

Tie ir proteīnu-lipīdu ķermeņi, kas sastāv no 35-55% olbaltumvielu, 20-30% lipīdu, 9% hlorofila, 4-5% karotinoīdu, 2-4% nukleīnskābju. Ogļhidrātu daudzums ir atšķirīgs; tika atklāts noteikts daudzums minerālvielu: Hlorofils - organiskās divbāziskās skābes esteris - hlorofilīns un organiskie spirti - metils (CH 3 OH) un fitols (C 20 H 39 OH). Augstākajos augos hlorofils a vienmēr atrodas hloroplastos - tam ir zilganzaļa krāsa, bet hlorofils b - dzeltenzaļš; Turklāt hlorofila saturs ir vairākas reizes lielāks.

Papildus hlorofilam hloroplastos ietilpst pigmenti - karotīns C 40 H 56 un ksantofils C 40 H 56 O 2 un daži citi pigmenti (karotinoīdi). Zaļā lapā dzeltenie hlorofila pavadoņi ir maskēti ar košāku zaļu krāsu. Taču rudenī, lapām krītot, vairumā augu hlorofils tiek iznīcināts un tad tiek konstatēta karotinoīdu klātbūtne lapā – lapa kļūst dzeltena.

Hloroplasts ir pārklāts ar dubultu apvalku, kas sastāv no ārējās un iekšējās membrānas. Iekšējam saturam - stromai - ir lamelāra (lamelāra) struktūra. Bezkrāsainā stromā izšķir granas - zaļas krāsas ķermeņus, 0,3 - 1,7 µm. Tie ir tilakoīdu kolekcija - slēgti ķermeņi plakanu pūslīšu vai membrānas izcelsmes disku veidā. Hlorofils monomolekulāra slāņa formā atrodas starp olbaltumvielu un lipīdu slāņiem ciešā saistībā ar tiem. Pigmenta molekulu telpiskais izvietojums hloroplastu membrānu struktūrās ir ļoti atbilstošs un rada optimālus apstākļus visefektīvākajai starojuma enerģijas absorbcijai, pārraidei un izmantošanai. Lipīdi veido hloroplastu membrānu bezūdens dielektriskos slāņus, kas nepieciešami elektronu transportēšanas ķēdes funkcionēšanai. Saišu lomu elektronu transportēšanas ķēdē veic olbaltumvielas (citohromi, plastohinoni, ferredoksīns, plastocianīns) un individuālās ķīmiskie elementi– dzelzs, mangāns uc Graudu skaits hloroplastā ir no 20 līdz 200. Starp graudiem, savienojot tos savā starpā, atrodas stromas lamelas. Granulētām lamelām un stromas lamelām ir membrānas struktūra.

Hloroplasta iekšējā struktūra ļauj telpiski atdalīt daudzas un dažādas reakcijas, kas kopā veido fotosintēzes saturu.

Hloroplasti, tāpat kā mitohondriji, satur specifisku RNS un DNS, kā arī mazākas ribosomas un visu molekulāro arsenālu, kas nepieciešams proteīnu biosintēzei. Šajās organellās ir pietiekams daudzums mRNS, lai nodrošinātu maksimālu proteīnu sintezējošās sistēmas aktivitāti. Tajā pašā laikā tie satur arī pietiekami daudz DNS, lai kodētu noteiktus proteīnus. Viņi vairojas daloties, vienkārši sašaurinoties.

Ir konstatēts, ka hloroplasti var mainīt savu formu, izmēru un stāvokli šūnā, tas ir, tie spēj pārvietoties neatkarīgi (hloroplasta taksis). Tajos tika atrasti divu veidu kontraktilie proteīni, kuru dēļ, acīmredzot, aktīva kustībašīs organellas citoplazmā.

Hromoplasti ir plaši izplatīti augu ģeneratīvajos orgānos. Tie iekrāso ziedu (sviesta, dāliju, saulespuķu) un augļu (tomāti, pīlādžu ogas, rožu gurni) ziedlapiņas dzeltenā, oranžā un sarkanā krāsā. IN veģetatīvie orgāni hromoplasti ir daudz retāk sastopami.

Hromoplastu krāsa ir saistīta ar karotinoīdu - karotīna, ksantofila un likopēna klātbūtni, kas atrodami plastidos. atšķirīgs stāvoklis: kristālu veidā, lipoīdu šķīdumā vai kombinācijā ar olbaltumvielām.

Hromoplastiem, salīdzinot ar hloroplastiem, ir vienkāršāka struktūra – tiem trūkst slāņveida struktūras. Ķīmiskais sastāvs arī dažādi: pigmenti – 20–50%, lipīdi līdz 50%, olbaltumvielas – ap 20%, RNS – 2-3%. Tas norāda uz mazāku hloroplastu fizioloģisko aktivitāti.

Leikoplasti nesatur pigmentus un ir bezkrāsaini. Šie mazākie plastidi ir apaļi, olveida vai stieņa formas. Šūnā tie bieži ir sagrupēti ap kodolu.

Iekšējā struktūra ir vēl mazāk diferencēta salīdzinājumā ar hloroplastiem. Viņi veic cietes, tauku un olbaltumvielu sintēzi. Saskaņā ar to tiek izdalīti trīs veidu leikoplasti - amiloplasti (ciete), oleoplasti (augu eļļas) un proteoplasti (olbaltumvielas).

Leikoplasti rodas no proplastīdiem, ar kuriem tie ir līdzīgi pēc formas un struktūras, atšķiras tikai pēc izmēra.

Visi plastidi ir ģenētiski saistīti viens ar otru. Tie veidojas no proplastīdiem - mazākajiem bezkrāsainiem citoplazmas veidojumiem, līdzīgiem izskats ar mitohondrijiem. Proplastīdi ir atrodami sporās, olās un embriju augšanas punktu šūnās. Hloroplasti (gaismā) un leikoplasti (tumsā) veidojas tieši no proplastīdiem, un no tiem attīstās hromoplasti, kas ir gala produkts plastidu evolūcijā šūnā.

Golgi komplekss - pirmo reizi 1898. gadā dzīvnieku šūnās atklāja itāļu zinātnieks Golgi. Tāda ir sistēma iekšējie dobumi, cisternas (5-20), kas atrodas cieši kopā un paralēli viena otrai, un lielas un mazas vakuolas. Visiem šiem veidojumiem ir membrānas struktūra un tie ir specializētas endoplazmatiskā tīkla sadaļas. Dzīvnieku šūnās Golgi komplekss ir labāk attīstīts nekā augu šūnās; pēdējās to sauc par diktiosomām.

Rīsi. Golgi kompleksa uzbūve.

Proteīni un lipīdi, kas nonāk lamelārajā kompleksā, iziet dažādas transformācijas, uzkrājas, šķirojas, iepakojas sekrēcijas pūslīšos un tiek transportēti uz galamērķi: uz dažādām struktūrām šūnas iekšienē vai ārpus šūnas. Golgi kompleksa membrānas arī sintezē polisaharīdus un veido lizosomas. Piena dziedzeru šūnās Golgi komplekss ir iesaistīts piena veidošanā, bet aknu šūnās - žults.

Golgi kompleksa funkcijas:

1) šūnā sintezēto un no ārpuses saņemto olbaltumvielu, tauku, polisaharīdu un vielu koncentrēšana, dehidratācija un sablīvēšana;

2) organisko vielu komplekso kompleksu komplektēšana un sagatavošana izvadīšanai no šūnas (celuloze un hemiceluloze augos, glikoproteīni un glikolipīdi dzīvniekiem);

3) polisaharīdu sintēze;

4) primāro lizosomu veidošanās.

Lizosomas - mazi ovāli ķermeņi ar diametru 0,2-2,0 mikroni. Centrālo pozīciju ieņem vakuola, kurā atrodas 40 (pēc dažādiem avotiem 30-60) hidrolītiskie enzīmi, kas skābā vidē (pH 4,5-5) spēj sadalīt olbaltumvielas, nukleīnskābes, polisaharīdus, lipīdus un citas vielas.

Ap šo dobumu ir stroma, kas no ārpuses pārklāta ar elementāru membrānu. Vielu sadalīšanos ar enzīmu palīdzību sauc par līzi, tāpēc organellu sauc par lizosomu. Lizosomu veidošanās notiek Golgi kompleksā. Primārās lizosomas tuvojas tieši pinocitotiskām vai fagocitotiskām vakuolām (endosomām) un izlej to saturu to dobumā, veidojot sekundārās lizosomas (fagosomas), kurās notiek vielu gremošana. Lizes produkti caur lizosomu membrānu nonāk citoplazmā un tiek iekļauti turpmākajā metabolismā. Sekundārās lizosomas ar nesagremotu vielu paliekām sauc par atlieku ķermeņiem. Sekundāro lizosomu piemērs ir vienšūņu gremošanas vakuoli.

Lizosomu funkcijas:

1) pārtikas makromolekulu un svešķermeņu, kas nonāk šūnā pineālās un fagocitozes laikā, intracelulāra gremošana, nodrošinot šūnu ar papildu izejvielām bioķīmiskiem un enerģētiskajiem procesiem;

2) badošanās laikā lizosomas sagremo dažus organellus un uz kādu laiku papildina barības vielu krājumus;

3) embriju un kāpuru pagaidu orgānu (vardei astes un žaunu) iznīcināšana postembrionālās attīstības laikā;

Rīsi. Lizosomu veidošanās

Vakuoli – dobumi augu šūnu un protistu citoplazmā, kas piepildīti ar šķidrumu. Viņiem ir pūslīšu, plānu kanāliņu un citu formu forma. Vakuoli veidojas no endoplazmatiskā tīkla paplašinājumiem un Golgi kompleksa pūslīšiem kā plānākajiem dobumiem, tad, šūnai augot un uzkrājoties vielmaiņas produktiem, to apjoms palielinās un skaits samazinās. Attīstītā, izveidotā šūnā parasti ir viena liela vakuola, kas ieņem centrālo pozīciju.

Augu šūnu vakuoli ir piepildīti ar šūnu sulu, kas ir organisko (ābolskābe, skābeņskābe, citronskābe, cukuri, inulīns, aminoskābes, olbaltumvielas, tanīni, alkaloīdi, glikozīdi) un minerālvielu (nitrāti, hlorīdi, fosfāti) ūdens šķīdums. vielas.

Protistiem tiek konstatēti gremošanas vakuoli un kontraktilie vakuoli.

Vakuolu funkcijas:

1) rezerves barības vielu un ekskrēciju tvertņu uzglabāšana (augos);

2) definēt un atbalstīt osmotiskais spiediensšūnās;

3) nodrošina intracelulāru gremošanu protistiem.

Rīsi. Šūnu centrs.

Šūnu centrs parasti atrodas netālu no kodola un sastāv no diviem centrioliem, kas atrodas perpendikulāri viens otram un ko ieskauj starojuma sfēra. Katrs centriols ir 0,3-0,5 µm garš un 0,15 µm garš dobs cilindrisks korpuss, kura sienu veido 9 mikrotubulu tripleti. Ja centriole atrodas ciliuma vai flagellum pamatnē, tad to sauc bazālais ķermenis.

Pirms dalīšanās centrioli novirzās uz pretpoliem un pie katra no tiem parādās meitas centriole. No centrioliem, kas atrodas dažādos šūnas polos, veidojas mikrocaurules, kas aug viena pret otru. Tie veido mitotisko vārpstu, kas veicina vienmērīgu ģenētiskā materiāla sadalījumu starp meitas šūnām, un ir citoskeleta organizācijas centrs. Daži vārpstas pavedieni ir pievienoti hromosomām. Augstāko augu šūnās šūnu centrā nav centriolu.

Centrioli ir citoplazmas organoīdi, kas paši replikējas. Tie rodas esošo dublēšanās rezultātā. Tas notiek, kad centrioli atdalās. Nenobriedušais centriols satur 9 atsevišķas mikrotubulas; Acīmredzot katrs mikrotubulis ir veidne nobriedušam centriolam raksturīgu tripletu montāžai.

Centrosoma ir raksturīga dzīvnieku šūnām, dažām sēnēm, aļģēm, sūnām un papardēm.

Šūnu centra funkcijas:

1) dalījuma polu veidošanās un vārpstas mikrotubulu veidošanās.

Ribosomas - mazas sfēriskas organellas, no 15 līdz 35 nm. Tās sastāv no divām apakšvienībām, lielas (60S) un mazas (40S). Satur apmēram 60% olbaltumvielu un 40% ribosomu RNS. rRNS molekulas veido tās strukturālo ietvaru. Lielākā daļa olbaltumvielu ir īpaši saistītas ar noteiktas jomas rRNS. Dažas olbaltumvielas tiek iekļautas ribosomās tikai proteīnu biosintēzes laikā. Ribosomu apakšvienības veidojas nukleolus. un caur porām kodola apvalkā tie nonāk citoplazmā, kur atrodas vai nu uz EPA membrānas, vai kodola apvalka ārējā pusē, vai arī brīvi citoplazmā. Pirmkārt, rRNS tiek sintezētas uz nukleolārās DNS, kuras pēc tam pārklāj ar ribosomu proteīniem, kas nāk no citoplazmas, tiek sadalīti līdz vajadzīgajam izmēram un veido ribosomu apakšvienības. Kodolā nav pilnībā izveidotu ribosomu. Apakšvienību kombinācija veselā ribosomā notiek citoplazmā, parasti olbaltumvielu biosintēzes laikā. Salīdzinot ar mitohondrijiem, plastidiem un prokariotu šūnām, ribosomas eikariotu šūnu citoplazmā ir lielākas. Tie var apvienot 5-70 vienības polisomās.

Ribosomu funkcijas:

1) dalība olbaltumvielu biosintēzē.

Rīsi. 287. Ribosoma: 1 - maza apakšvienība; 2 - liela apakšvienība.

Cilia, flagella – citoplazmas izaugumi, kas pārklāti ar elementāru membrānu, zem kura atrodas 20 mikrotubulas, kas veido 9 pārus pa perifēriju un divus atsevišķus centrā. Skropstu un flagellas pamatnē atrodas bazālie ķermeņi. Ziedu garums sasniedz 100 µm. Cilijas ir īsas - 10-20 mikroni - flagellas. Ziedu kustība ir skrūves forma, un skropstu kustība ir lāpstiņas forma. Pateicoties skropstiņām un flagellām, pārvietojas baktērijas, protisti, skropstainie dzīvnieki, pārvietojas daļiņas vai šķidrumi (skropstainā epitēlija skropstas elpceļi, olšūnas), dzimumšūnas (spermatozoīdi).

Rīsi. Ziedu un skropstu struktūra eikariotos

Ieslēgumi - citoplazmas pagaidu komponenti, kas parādās un pazūd. Kā likums, tie atrodas šūnās noteiktos posmos dzīves cikls. Ieslēgumu specifika ir atkarīga no atbilstošo audu šūnu un orgānu specifikas. Ieslēgumi galvenokārt atrodami augu šūnās. Tās var rasties hialoplazmā, dažādās organellās un retāk šūnu sieniņās.

Funkcionālā izteiksmē ieslēgumi ir vai nu savienojumi, kas īslaicīgi izņemti no šūnu metabolisma (rezerves vielas - cietes graudi, lipīdu pilieni un olbaltumvielu nogulsnes), vai gala produkti vielmaiņa (dažu vielu kristāli).

Cietes graudi. Šie ir visizplatītākie augu šūnu ieslēgumi. Ciete augos tiek uzglabāta tikai cietes graudu veidā. Tie veidojas tikai dzīvo šūnu plastidu stromā. Fotosintēzes laikā veidojas zaļas lapas asimilācija, vai primārs ciete. Asimilējošā ciete neuzkrājas lapās un, ātri hidrolizējoties par cukuriem, ieplūst tajās auga daļās, kurās notiek tā uzkrāšanās. Tur tas atkal pārvēršas par cieti, ko sauc sekundārais. Sekundārā ciete veidojas arī tieši bumbuļos, sakneņos, sēklās, tas ir, kur tā tiek uzglabāta. Tad viņi viņu sauc rezerves. Tiek saukti leikoplasti, kas uzkrāj cieti amiloplasti. Īpaši bagātas ar cieti ir sēklas, pazemes dzinumi (bumbuļi, sīpoli, sakneņi) un koksnes augu sakņu un stublāju vadošo audu parenhīma.

Lipīdu pilieni. Atrodas gandrīz visās augu šūnās. Sēklas un augļi tajās ir visbagātākie. Taukeļļas lipīdu pilienu veidā ir otra svarīgākā rezerves barības vielu forma (pēc cietes). Dažu augu (saulespuķu, kokvilnas u.c.) sēklas var uzkrāties līdz pat 40% eļļas pēc sausnas svara.

Lipīdu pilieni, kā likums, uzkrājas tieši hialoplazmā. Tie ir sfēriski ķermeņi, parasti submikroskopiski. Lipīdu pilieni var uzkrāties arī leikoplastos, kurus sauc elaioplasts.

Olbaltumvielu ieslēgumi veidojas dažādās šūnas organellās dažādu formu un struktūru amorfu vai kristālisku nogulšņu veidā. Visbiežāk kristālus var atrast kodolā - nukleoplazmā, dažreiz perinukleārajā telpā, retāk hialoplazmā, plastidu stromā, ER cisternu paplašinājumos, peroksisomālajā matricā un mitohondrijās. Vakuoli satur gan kristāliskus, gan amorfus proteīnu ieslēgumus. IN lielākais skaitlis proteīna kristāli ir atrodami sauso sēklu uzglabāšanas šūnās ts veidā aleirons 3 graudi vai olbaltumvielu ķermeņi.

Uzglabāšanas proteīnus sintezē ribosomas sēklu attīstības laikā un noglabā vakuolos. Kad sēklas nogatavojas, ko pavada dehidratācija, olbaltumvielu vakuoli izžūst un proteīns kristalizējas. Tā rezultātā nobriedušā sausā sēklā olbaltumvielu vakuoli tiek pārvērsti proteīna ķermeņos (aleurona graudos).

Organoīdi- pastāvīgas, obligāti klātesošas šūnas sastāvdaļas, kas veic noteiktas funkcijas.

Endoplazmatiskais tīkls

Endoplazmatiskais tīkls (ER), vai endoplazmatiskais tīkls (ER), ir vienas membrānas organelles. Tā ir membrānu sistēma, kas veido “cisternas” un kanālus, kas savienoti viens ar otru un norobežo vienotu iekšējo telpu - EPS dobumus. No vienas puses membrānas ir savienotas ar citoplazmas membrānu, bet no otras - ar ārējo kodola membrānu. Ir divu veidu EPS: 1) raupja (granulēta), kas satur ribosomas uz tās virsmas, un 2) gluda (agranulāra), 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), 5) Golgi aparāta veidošanās vieta .

Or Golgi komplekss, ir vienas membrānas organelles. Tas sastāv no saplacinātu “cisternu” kaudzēm ar paplašinātām malām. Ar tiem saistīta mazu vienas membrānas pūslīšu (Golgi pūslīšu) sistēma. Katra kaudze parasti sastāv no 4-6 “cisternām”, ir Golgi aparāta strukturāla un funkcionāla vienība un tiek saukta par diktiozomu. Diktiosomu skaits šūnā svārstās no viena līdz vairākiem simtiem. Augu šūnās diktiosomas ir izolētas.

Golgi aparāts parasti atrodas netālu no šūnas kodola (dzīvnieku šūnās, bieži vien netālu no šūnas centra).

Golgi aparāta funkcijas: 1) olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu uzkrāšanās, 2) ienākošo organisko vielu pārveidošana, 3) proteīnu, lipīdu, ogļhidrātu “iepakošana” membrānas pūslīšos, 4) proteīnu, lipīdu, ogļhidrātu sekrēcija, 5) ogļhidrātu un lipīdu sintēze. , 6) lizosomu veidošanās vieta Sekretora funkcija ir vissvarīgākais, tāpēc Golgi aparāts ir labi attīstīts sekrēcijas šūnās.

Lizosomas

Lizosomas- vienas membrānas organellas. Tie ir mazi burbuļi (diametrs no 0,2 līdz 0,8 mikroniem), 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. Lizosoma var saturēt no 20 līdz 60 dažādu veidu hidrolītisko enzīmu. Vielu sadalīšanu, izmantojot fermentus, sauc līze.

Ir: 1) primārās lizosomas, 2) sekundārās lizosomas. Primārās sauc par lizosomām, kas ir atdalītas no Golgi aparāta. Primārās lizosomas ir faktors, kas nodrošina enzīmu eksocitozi no šūnas.

Sekundārās sauc par lizosomām, kas veidojas primāro lizosomu saplūšanas rezultātā ar endocītu vakuoliem. Šajā gadījumā tie sagremo vielas, kas šūnā nonāk fagocitozes vai pinocitozes ceļā, tāpēc tās var saukt par gremošanas vakuoliem.

Autofagija- šūnai nevajadzīgu struktūru iznīcināšanas process. Pirmkārt, iznīcināmo struktūru ieskauj viena membrāna, pēc tam iegūtā membrānas kapsula saplūst ar primāro lizosomu, kā rezultātā veidojas sekundārā lizosoma (autofagiskā vakuole), kurā šī struktūra tiek sagremota. Gremošanas produkti tiek absorbēti šūnu citoplazmā, bet daļa materiāla paliek nesagremota. Sekundāro lizosomu, kas satur šo nesagremoto materiālu, sauc par atlikušo ķermeni. Ar eksocitozi no šūnas tiek izņemtas nesagremotās daļiņas.

Autolīze- šūnu pašiznīcināšanās, kas rodas lizosomu satura izdalīšanās dēļ. Parasti autolīze notiek metamorfozes laikā (astes pazušana vardes kurkulim), dzemdes involūcijas laikā pēc dzemdībām un audu nekrozes zonās.

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

Vakuoli

Vakuoli- vienas membrānas organoīdi ir piepildīti ar “konteineri”. ūdens šķīdumi organiskās un neorganiskās vielas. Vakuolu veidošanā piedalās ER un Golgi aparāti. Jaunās augu šūnas satur daudz mazu vakuolu, kas, šūnām augot un diferencējoties, saplūst viena ar otru un veido vienu lielu centrālā vakuola. Centrālā vakuola var aizņemt līdz 95% no nobriedušas šūnas tilpuma; kodols un organoīdi tiek virzīti uz šūnas membrānu. Membrānu, kas ierobežo augu vakuolu, sauc par tonoplastu. Šķidrumu, kas piepilda augu vakuolu, sauc šūnu sula. Šūnu sulas sastāvā ietilpst ūdenī šķīstošie organiskie un neorganiskie sāļi, monosaharīdi, disaharīdi, aminoskābes, galīgie vai toksiskie vielmaiņas produkti (glikozīdi, alkaloīdi) un daži pigmenti (antocianīni).

Dzīvnieku šūnās ir mazi gremošanas un autofagijas vakuoli, kas pieder pie sekundāro lizosomu grupas un satur hidrolītiskos enzīmus. Vienšūnu dzīvniekiem ir arī saraušanās vakuoli, kas veic osmoregulācijas un ekskrēcijas funkciju.

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, 6) skatīt lizosomu funkcijas.

Veidojas endoplazmatiskais tīklojums, Golgi aparāts, lizosomas un vakuoli šūnas viens vakuolārais tīkls, kuras atsevišķie elementi var pārveidoties viens par otru.

Mitohondriji

1 - ārējā membrāna;
2 - iekšējā membrāna; 3 - matrica; 4 - crista; 5 - multienzīmu sistēma; 6 - apļveida DNS.

Mitohondriju forma, izmērs un skaits ir ļoti atšķirīgs. Mitohondriji var būt stieņa formas, apaļas, spirālveida, kausveida vai sazarotas formas. Mitohondriju garums svārstās no 1,5 līdz 10 µm, diametrs - no 0,25 līdz 1,00 µm. Mitohondriju skaits šūnā var sasniegt vairākus tūkstošus un ir atkarīgs no šūnas vielmaiņas aktivitātes.

Mitohondriju ierobežo divas membrānas. Mitohondriju ārējā membrāna (1) ir gluda, iekšējā (2) veido daudzas krokas - kristas(4). Cristae palielina iekšējās membrānas virsmas laukumu, uz kuras atrodas multienzīmu sistēmas (5), kas iesaistītas ATP molekulu sintēzē. Mitohondriju iekšējā telpa ir piepildīta ar matricu (3). Matrica satur apļveida DNS (6), specifisku mRNS, prokariotu tipa ribosomas (70S tipa) un Krebsa cikla fermentus.

Mitohondriju DNS nav saistīta ar olbaltumvielām (“kaila”), ir pievienota mitohondriju iekšējai membrānai un satur informāciju par aptuveni 30 proteīnu struktūru. Lai izveidotu mitohondriju, ir nepieciešams daudz vairāk olbaltumvielu, tāpēc informācija par lielāko daļu mitohondriju proteīnu ir ietverta kodola DNS, un šie proteīni tiek sintezēti šūnas citoplazmā. Mitohondriji spēj autonomi vairoties, sadaloties divās daļās. Starp ārējo un iekšējo membrānu ir protonu rezervuārs, kur notiek H + uzkrāšanās.

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

Saskaņā ar vienu hipotēzi (simbioģenēzes teoriju), mitohondriji cēlušies no seniem brīvi dzīvojošiem aerobiem prokariotiskiem organismiem, kuri, nejauši iekļuvuši saimniekšūnā, pēc tam izveidoja ar to abpusēji izdevīgu simbiotisku kompleksu. Šo hipotēzi apstiprina šādi dati. Pirmkārt, mitohondriju DNS ir tādas pašas struktūras iezīmes kā DNS mūsdienu baktērijas(slēgts gredzenā, nav saistīts ar olbaltumvielām). Otrkārt, mitohondriju ribosomas un baktēriju ribosomas pieder vienam un tam pašam tipam - 70S tipam. Treškārt, mitohondriju dalīšanās mehānisms ir līdzīgs baktēriju mehānismam. Ceturtkārt, mitohondriju un baktēriju proteīnu sintēzi nomāc tās pašas antibiotikas.

Plastīdi

1 - ārējā membrāna; 2 - iekšējā membrāna; 3 - stroma; 4 - tilakoīds; 5 - grana; 6 - lameles; 7 - cietes graudi; 8 - lipīdu pilieni.

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

Hloroplasti. Augstāku augu šūnās hloroplastiem ir abpusēji izliekta lēca forma. Hloroplastu garums svārstās no 5 līdz 10 µm, diametrs - no 2 līdz 4 µm. Hloroplastus ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna (1) ir gluda, iekšējai (2) ir sarežģīta salocīta struktūra. Tiek saukts mazākais locījums tilakoīds(4). Tiek saukta tilakoīdu grupa, kas sakārtota kā monētu kaudze aspekts(5). Hloroplastā ir vidēji 40-60 graudi, kas sakārtoti šaha zīmē. Granas ir savienotas viena ar otru ar saplacinātiem kanāliem - lameles(6). Tilakoīdu membrānas satur fotosintēzes pigmentus un fermentus, kas nodrošina ATP sintēzi. Galvenais fotosintēzes pigments ir hlorofils, kas nosaka hloroplastu zaļo krāsu.

Hloroplastu iekšējā telpa ir piepildīta stroma(3). Stroma satur apļveida “kailu” DNS, 70S tipa ribosomas, Kalvina cikla fermentus un cietes graudus (7). Katra tilakoīda iekšpusē ir protonu rezervuārs, un H + uzkrājas. Hloroplasti, tāpat kā mitohondriji, spēj autonomi vairoties, sadaloties divās daļās. Tie ir atrodami augstāko augu zaļo daļu šūnās, īpaši daudz hloroplastu lapās un zaļajos augļos. Zemāko augu hloroplastus sauc par hromatoforiem.

Hloroplastu funkcijas: fotosintēze. Tiek uzskatīts, ka hloroplasti radušies no senām endosimbiotiskām zilaļģēm (simbioģenēzes teorija). Šī pieņēmuma pamatā ir hloroplastu un mūsdienu baktēriju līdzība pēc vairākām pazīmēm (apļveida, “kails” DNS, 70S tipa ribosomas, reprodukcijas metode).

Leikoplasti. Forma ir dažāda (sfēriska, apaļa, kausveida utt.). Leikoplastus ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējā veido maz tilakoīdus. Stroma satur apļveida “kailu” DNS, 70S tipa ribosomas, enzīmus rezerves barības vielu sintēzei un hidrolīzei. Nav pigmentu. Īpaši daudz leikoplastu ir auga pazemes orgānu šūnās (saknes, bumbuļi, sakneņi utt.). Leikoplastu funkcijas: rezerves barības vielu sintēze, uzkrāšana un uzglabāšana. Amiloplasti- leikoplasti, kas sintezē un uzkrāj cieti, elaioplasts- eļļas, proteīnoplasti- olbaltumvielas. Vienā un tajā pašā leikoplastā var uzkrāties dažādas vielas.

Hromoplasti. Ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējā membrāna ir vai nu gluda, vai arī veido atsevišķus tilakoīdus. Stromā ir apļveida DNS un pigmenti – karotinoīdi, kas hromoplastiem piešķir dzeltenu, sarkanu vai oranžu krāsu. Pigmentu uzkrāšanās forma ir dažāda: kristālu veidā, izšķīdināta lipīdu pilienos (8) uc Satur nobriedušu augļu šūnās, ziedlapiņās, rudens lapās un reti - sakņu dārzeņos. Hromoplasti tiek uzskatīti par plastīdu attīstības pēdējo posmu.

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

No proplastīdiem var veidot visu veidu plastidus. Proplastīdi- mazas organellas, kas atrodas meristemātiskos audos. Tā kā plastidiem ir kopīga izcelsme, starp tiem ir iespējama savstarpēja konversija. Leikoplasti var pārvērsties par hloroplastiem (kartupeļu bumbuļu apzaļumošana gaismā), hloroplasti - par hromoplastiem (lapu dzeltēšana un augļu apsārtums). Hromoplastu pārvēršana leikoplastos vai hloroplastos tiek uzskatīta par neiespējamu.

Ribosomas

1 - liela apakšvienība; 2 - maza apakšvienība.

Ribosomas- organellas, kas nav membrānas, diametrs aptuveni 20 nm. Ribosomas sastāv no divām apakšvienībām – lielām un mazām, kurās tās var sadalīties. Ribosomu ķīmiskais sastāvs ir olbaltumvielas un rRNS. rRNS molekulas veido 50-63% no ribosomas masas un veido tās strukturālo karkasu. Ir divu veidu ribosomas: 1) eikariotu (ar sedimentācijas konstantēm visai ribosomai - 80S, mazo apakšvienību - 40S, lielo - 60S) un 2) prokariotu (attiecīgi 70S, 30S, 50S).

Eikariotu tipa ribosomas satur 4 rRNS molekulas un aptuveni 100 proteīna molekulas, savukārt prokariotu tipa 3 rRNS molekulas un aptuveni 55 proteīna molekulas. Olbaltumvielu biosintēzes laikā ribosomas var “strādāt” atsevišķi vai apvienoties kompleksos - poliribosomas (polisomas). Šādos kompleksos tie ir saistīti viens ar otru ar vienu mRNS molekulu. Prokariotu šūnām ir tikai 70S tipa ribosomas. Eikariotu šūnām ir gan 80S tipa ribosomas (rupjas EPS membrānas, citoplazma), gan 70S tipa ribosomas (mitohondriji, hloroplasti).

Kodolā veidojas eikariotu ribosomu apakšvienības. Apakšvienību kombinācija veselā ribosomā notiek citoplazmā, parasti olbaltumvielu biosintēzes laikā.

Ribosomu funkcijas: polipeptīdu ķēdes montāža (olbaltumvielu sintēze).

Citoskelets

Citoskelets veido mikrotubulas un mikrofilamenti. Mikrotubulas ir cilindriskas, nesazarotas struktūras. Mikrotubulu garums svārstās no 100 µm līdz 1 mm, diametrs ir aptuveni 24 nm, un sieniņu biezums ir 5 nm. Pamata ķīmiskā sastāvdaļa- tubulīna proteīns. Mikrotubulas iznīcina kolhicīns. Mikrofilamenti ir pavedieni ar diametru 5-7 nm un sastāv 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.

Ietver divus centriolus un centrosfēru. Centriole ir cilindrs, kura sieniņu veido deviņas trīs sapludinātu mikrotubulu grupas (9 tripleti), kas noteiktos intervālos savstarpēji savienotas ar šķērssavienojumiem. 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. Augstāko augu šūnās (ģimnosēkļi, segsēkļi) šūnu centrā centriolu nav. Centrioli ir citoplazmas organoīdi, kas paši replikējas; tie rodas esošo centriolu dublēšanās rezultātā. Funkcijas: 1) hromosomu novirzīšanās nodrošināšana uz šūnu poliem mitozes vai meiozes laikā, 2) citoskeleta organizācijas centrs.

Kustības organoīdi

Nav visās šūnās. Kustības organoīdi ietver skropstas (ciliāti, elpceļu epitēlijs), flagellas (flagellāti, spermatozoīdi), pseidopodus (sakneņi, leikocīti), miofibrillas ( muskuļu šūnas) un utt.

Karogs un skropstas- pavedienveida organoīdi, kas pārstāv aksonēmu, ko ierobežo membrāna. Aksonēma ir cilindriska struktūra; cilindra sieniņu veido deviņi mikrotubulu pāri, tā centrā atrodas divi atsevišķi mikrocaurulīši. Aksonēmas pamatnē atrodas bazālie ķermeņi, kurus attēlo divi savstarpēji perpendikulāri centrioli (katrs bazālais ķermenis sastāv no deviņiem mikrotubulu tripletiem; tā centrā nav mikrotubulu). Kaņģa garums sasniedz 150 mikronus, skropstas ir vairākas reizes īsākas.

Miofibrils sastāv no aktīna un miozīna miofilamentiem, kas nodrošina muskuļu šūnu kontrakciju.

Iet uz lekcijas Nr.6"Eukariotu šūna: citoplazma, šūnu membrāna, šūnu membrānu struktūra un funkcijas"

Organelli, kas pazīstami arī kā organoīdi, ir pamats pareizai šūnas attīstībai. Tās ir pastāvīgas, tas ir, neizzūdošas struktūras, kurām ir noteikta struktūra, no kuras tieši atkarīgas to veiktās funkcijas. Ir šādi organellu veidi: dubultmembrānas un vienas membrānas. Šūnu organellu struktūra un funkcijas ir pelnījušas īpašu uzmanību teorētiskām un, ja iespējams, praktiskām studijām, jo ​​šīs struktūras, neskatoties uz to mazajiem izmēriem, neatšķiramas bez mikroskopa, nodrošina visu bez izņēmuma orgānu un visa organisma dzīvotspējas saglabāšanu.

Divkāršās membrānas organellas ir plastidi, šūnu kodols un mitohondriji. Vakuolārās sistēmas vienas membrānas organellas, proti: eps, lizosomas, Golgi komplekss (aparāts), dažādas vakuolas. Ir arī nemembrānas organellas - šūnu centrs un ribosomas. Organellu membrānu tipu kopīgs īpašums ir tas, ka tie veidojas no bioloģiskām membrānām. Augu šūna pēc struktūras atšķiras no dzīvnieka šūnas, ko ne tikai veicina fotosintēzes procesi. Fotosintēzes procesu diagrammu var izlasīt attiecīgajā rakstā. Šūnu organellu uzbūve un funkcijas norāda, ka, lai nodrošinātu to nepārtrauktu darbību, ir nepieciešams, lai katrs atsevišķi darbotos bez kļūmēm.

Šūnu siena jeb matrica sastāv no celulozes un ar to saistītās struktūras, hemicelulozes, kā arī pektīniem. Sienu funkcijas - aizsardzība pret negatīva ietekme no ārpuses, balsta, transportēšana (barības vielu un ūdens pārvietošana no vienas struktūrvienības daļas uz otru), buferis.

Kodolu veido dubultā membrāna ar padziļinājumiem – porām, hromatīnu saturošu nukleoplazmu un kodoliem, kuros glabājas iedzimta informācija.

Vakuola ir nekas vairāk kā ER sekciju saplūšana, ko ieskauj īpaša membrāna, ko sauc par tonoplastu, kas regulē procesu, ko sauc par izdalīšanos, un tā apgriezto - nepieciešamo vielu piegādi.

ER ir kanāls, ko veido divu veidu membrānas - gludas un raupjas. EPR veiktās funkcijas ir sintēze un transports.

Ribosomas - veic olbaltumvielu sintēzes funkciju.

Galvenās organellas ir: mitohondriji, plastidi, sferosomas, citosomas, lizosomas, peroksisomas, AG un translosomas.

Tabula. Šūnu organellas un to funkcijas

Šajā tabulā ir apskatītas visas pieejamās šūnu organellas, gan augu, gan dzīvnieku.

Organoīds (Organelle)	Struktūra	Funkcijas
Citoplazma	Iekšējo pusšķidru vielu, šūnu vides pamatu, veido smalkgraudaina struktūra. Satur kodolu un organellu komplektu.	Mijiedarbība starp kodolu un organellām. Vielu transportēšana.
Kodols	Sfērisks vai ovāls. Veido kodola apvalks, kas sastāv no divām membrānām ar porām. Ir pusšķidra matrica, ko sauc par karioplazmu vai šūnu sulu.Hromatīns jeb DNS virknes veido blīvas struktūras, ko sauc par hromosomām. Nukleoli ir mazākie, noapaļotie kodola ķermeņi.	Regulē visus biosintēzes procesus, piemēram, vielmaiņu un enerģiju, un pārraida iedzimtu informāciju.Karioplazma ierobežo kodolu no citoplazmas, turklāt ļauj veikt apmaiņu starp pašu kodolu un citoplazmu. DNS satur šūnas iedzimto informāciju, tāpēc kodols ir visas informācijas par ķermeni glabātājs. RNS un proteīni tiek sintezēti kodolos, no kuriem pēc tam veidojas ribosomas.
Šūnu membrānu	Membrānu veido dubultais lipīdu slānis, kā arī proteīns. Augu ārpuse ir pārklāta ar papildu šķiedras slāni.	Aizsargā, nodrošina šūnu formu un šūnu komunikāciju, ļauj šūnā iekļūt nepieciešamajām vielām un izvada vielmaiņas produktus. Veic fagocitozes un pinocitozes procesus.
EPS (gluda un raupja)	Endoplazmatisko tīklu veido kanālu sistēma citoplazmā. Savukārt gludo EP veido attiecīgi gludas membrānas, bet raupjo EP veido membrānas, kas pārklātas ar ribosomām.	Veic olbaltumvielu un dažu citu organisko vielu sintēzi, kā arī ir galvenā šūnas transporta sistēma.
Ribosomas	Neapstrādātās eps membrānas procesi ir sfēriskas formas.	Galvenā funkcija- proteīnu sintēze.
Lizosomas	Burbulis, ko ieskauj membrāna.	Gremošana šūnā
Mitohondriji	Pārklāts ar ārējo un iekšējo membrānu. Iekšējai membrānai ir daudz kroku un izvirzījumu, ko sauc par kristām	Sintē ATP molekulas. Nodrošina šūnu ar enerģiju.
Plastīdi	Ķermeņi, ko ieskauj dubultā membrāna. Ir bezkrāsaini (leikoplasti), zaļi (hloroplasti) un sarkani, oranži, dzelteni (hromoplasti)	Leikoplasti - uzkrāj cieti Hloroplasti - piedalās fotosintēzes procesā. Hromoplasti - karotinoīdu uzkrāšanās.
Šūnu centrs	Sastāv no centrioliem un mikrotubuliem	Piedalās citoskeleta veidošanā. Dalība šūnu dalīšanās procesā.
Kustības organoīdi	Cilia, flagella	Veiciet dažāda veida kustības
Golgi komplekss (aparāts)	Sastāv no dobumiem, no kuriem tiek atdalīti dažāda izmēra burbuļi	Uzkrājas vielas, kuras sintezē pati šūna. Šo vielu lietošana vai izdalīšana ārējā vidē.

Kodola uzbūve - video