Біологія: клітини. Будова, призначення, функції

Біологія клітини в загальних рисах відома кожному зі шкільної програми. Пропонуємо вам згадати вивчене колись, а також відкрити для себе щось нове про неї. Назва "клітина" було запропоновано ще в 1665 році англійцем Р. Гуком. Однак лише в 19 столітті її почали вивчати систематично. Вчених зацікавила, серед іншого, і роль клітини в організмі. Вони можуть бути в складі безлічі різних органів і організмів (ікринок, бактерій, нервів, еритроцитів) або ж бути самостійними організмами (найпростішими). Незважаючи на всі ці розмаїття, у функціях і будові їх можна знайти багато спільного.

функції клітини

Всі вони різні за формою і часто виконуваних функцій. Можуть відрізнятися досить сильно і клітини тканин і органів одного організму. Однак біологія клітини виділяє функції, які властиві всім їх різновидам. Саме тут завжди відбувається синтез білків. Цей процес контролюється генетичним апаратом. Клітка, яка не синтезує білки, по суті мертва. Жива клітина - це та, компоненти якої весь час змінюються. Однак основні класи речовин при цьому залишаються незмінними.

Всі процеси в клітці здійснюються з використанням енергії. Це харчування, дихання, розмноження, обмін речовин. Тому жива клітина характеризується тим, що в ній весь час відбувається енергетичний обмін. Кожна з них має загальним найважливішим властивістю - здатністю запасати енергію і витрачати її. Серед інших функцій можна відзначити розподіл і подразливість.

Всі живі клітини можуть реагувати на хімічні або фізичні зміни середовища, що оточує їх. Це властивість називається збудливістю або дратує. У клітинах при порушенні змінюється швидкість розпаду речовин і біосинтезу, температура, споживання кисню. У такому стані вони виконують функції, властиві їм.

будова клітини

Її будова досить складно, хоча вона вважається найпростішою формою життя в такій науці, як біологія. Клітини розташовані в міжклітинній речовині. Воно забезпечує їм дихання, харчування та механічну міцність. Ядро і цитоплазма - основні складові частини кожної клітини. Кожна з них покрита мембраною, будівельний елемент для якої - молекула. Біологія встановила, що мембрана складається з безлічі молекул. Вони розташовані в декілька шарів. Завдяки мембрані речовини проникають вибірково. У цитоплазмі знаходяться органели - найдрібніші структури. Це ендоплазматична сітка, мітохондрії, рибосоми, клітинний центр, комплекс Гольджі, лізосоми. Ви краще зрозумієте, як виглядають клітини, вивчивши малюнки, представлені в цій статті.

мембрана

При розгляді клітини рослини в мікроскоп (наприклад, корінця цибулі) можна помітити, що її оточує досить товста оболонка. У кальмара є гігантський аксон, оболонка у якого зовсім іншої природи. Однак не вона вирішує, які речовини слід або не слід пускати в аксон. Функція оболонки клітини полягає в тому, що вона є додатковим засобом захисту клітинної мембрани. мембрану називають "фортечною стіною клітини". Однак це справедливо лише в тому сенсі, що вона захищає і захищає її вміст.

І мембрана, і внутрішній вміст кожної клітини складаються звичайно з одних і тих самих атомів. Йдеться про вуглець, водень, кисень і азот. Ці атоми знаходяться в початку таблиці Менделєєва. Мембрана являє собою молекулярне сито, дуже дрібне (товщина її в 10 тисяч разів менше товщини волосся). Її пори нагадують вузькі довгі проходи, зроблені в мурі якогось середньовічного міста. Їх ширина і висота менше довжини в 10 разів. Крім того, отвори в цьому ситі дуже рідкісні. У деяких клітин пори займають лише одну мільйонну частку від усієї площі мембрани.

ядро

Біологія клітини цікава також з точки зору ядра. Це найбільший органоид, першим привернув увагу вчених. У 1981 році клітинне ядро було відкрито Робертом Брауном, шотландським вченим. Цей органоид є своєрідною кібернетичної системою, де відбувається зберігання, переробка, а потім передача в цитоплазму інформації, обсяг якої дуже великий. Ядро дуже важливо в процесі спадковості, в якому воно відіграє головну роль. Крім того, воно виконує функцію регенерації, тобто здатне відновлювати цілісність всього клітинного тіла. Цей органоид регулює всі найважливіші відправлення клітини. Що стосується форми ядра, найчастіше вона буває кулястої, а також яйцевидної. Хроматин - найважливіша складова частина цього органоида. Це речовина, яка добре забарвлюється особливими ядерними фарбами.

Подвійна мембрана відокремлює ядро від цитоплазми. Ця мембрана пов`язана з комплексом Гольджі і з ендоплазматичної мережею. На ядерній мембрані є пори, через які одні речовини легко проходять, а іншим це зробити важче. Таким чином, проникність її вибіркова.

Ядерний сік - це внутрішній вміст ядра. Він заповнює простір, що знаходиться між його структурами. Обов`язково в ядрі присутні ядерця (одне або декілька). У них утворюються рибосоми. Є прямий зв`язок між розміром ядерець і активністю клітини: ядерця тим крупніше, ніж активніше відбувається біосинтез білка і, навпаки, в клітинах з обмеженим синтезом вони або зовсім відсутні, або невеликі.

В ядрі знаходяться хромосоми. Це особливі ниткоподібні освіти. Крім статевих, в ядрі клітини людського тіла є по 46 хромосом. У них записана інформація про спадкові задатки організму, яка передається потомству.

У клітин зазвичай є одне ядро, однак є і багатоядерні клітини (в м`язах, в печінці та ін.). Якщо видалити ядра, що залишилися частини клітини стануть нежиттєздатними.

цитоплазма

Відео: Клітка її будова, склад, життєві властивості

Цитоплазма являє собою безбарвну слизову напіврідку масу. У ній міститься близько 75-85% води, приблизно 10-12% амінокислот і білків, 4-6% вуглеводів, від 2 до 3% ліпідів і жирів, а також 1% неорганічних і деяких інших речовин.

Вміст клітини, що знаходиться в цитоплазмі, здатне рухатися. Завдяки цьому органели розміщуються оптимально, а біохімічні реакції протікають краще, як і процес виділення продуктів обміну. Різні освіти представлені в шарі цитоплазми: поверхневі вирости, джгутики, війки. Цитоплазму пронизує сітчаста система (вакуолярна), що складається з сплощені мішечків, бульбашок, канальців, сполучених між собою. Вони пов`язані з зовнішньої плазматичноїмембраною.

ендоплазматична мережа

Цей органоид був названий так через те, що він знаходиться в центральній частині цитоплазми (з грецької мови слово "ендон" перекладається як "всередині"). ЕРС - дуже розгалужена система бульбашок, трубочок, канальців різної форми і величини. Вони відмежовані від цитоплазми клітини мембранами.

Розрізняються два види ЕПС. Перший - гранулярна, яка складається з цистерн і канальців, поверхня яких усіяна гранулами (зернятками). Другий вид ЕРС - гладкий, тобто гладка. Гранами є рибосоми. Цікаво, що в основному гранулярна ЕРС спостерігається в клітинах зародків тварин, тоді як у дорослих форм вона зазвичай агранулярна. Як відомо, рибосоми є місцем синтезу білка в цитоплазмі. Виходячи з цього, можна зробити припущення, що гранулярна ЕРС буває переважно в клітинах, де відбувається активний синтез білка. Агранулярна мережу, як вважається, представлена в основному в тих клітинах, де протікає активний синтез ліпідів, тобто жирів і різних жироподібних речовин.

І той і інший вид ЕРС не просто бере участь в синтезі органічних речовин. Тут ці речовини накопичуються, а також транспортуються до необхідних місцях. ЕРС також регулює обмін речовин, який відбувається між навколишнім середовищем і кліткою.

рибосоми

Це клітинні немембранні органели. Вони складаються з білка і рибонуклеїнової кислоти. Ці частини клітини до сих пір не до кінця вивчені з точки зору внутрішньої будови. В електронному мікроскопі рибосоми виглядають як грибоподібні або округлі гранули. Кожна з них розділена на маленьку і велику частини (субодиниці) за допомогою жолобка. Кілька рибосом часто об`єднуються ниткою особливої РНК (рибонуклеїнової кислоти), званої і-РНК (інформаційної). Завдяки цим органоидам з амінокислот синтезуються білкові молекули.

комплекс Гольджі

В просвіти канальців і порожнин ЕРС надходять продукти біосинтезу. Тут вони концентруються в особливий апарат, званий комплексом Гольджі (на малюнку вище позначений як golgi complex). Цей апарат знаходиться поблизу ядра. Він бере участь в перенесенні продуктів біосинтезу, які доставляються до поверхні клітини. Також комплекс Гольджі бере участь в їх виведенні з клітки, в освіті лізосом і т. Д.

Цей органоид був відкритий Каміль Гольджі, італійським цитологом (роки життя - 1844-1926). На честь нього в 1898 році він був названий апаратом (комплексом) Гольджі. Вироблені в рибосомах білки надходять в цей органоид. Коли вони потрібні якомусь іншому органоиду, відділяється частина апарату Гольджі. Таким чином, білок транспортується до потрібного місця.

лізосоми

Розповідаючи про те, як виглядають клітини і які органели входять до їх складу, необхідно обов`язково згадати і про лизосомах. Вони мають овальну форму, їх оточує одношарова мембрана. У лізосомах є набір ферментів, що руйнують білки, ліпіди, вуглеводи. Якщо лізосомного мембрана пошкоджена, ферменти розщеплюють і руйнують вміст, що знаходиться всередині клітини. В результаті цього вона гине.

клітинний центр

Він є в клітинах, які здатні ділитися. Клітинний центр складається з двох центріолей (паличковидних тілець). Перебуваючи біля комплексу Гольджі і ядра, він бере участь у формуванні веретена поділу, в процесі ділення клітини.

мітохондрії

До енергетичних органоидам відносяться мітохондрії (на фото вище) і хлоропласти. Мітохондрії - це своєрідні енергетичні станції кожної клітини. Саме в них витягується енергія з поживних речовин. Мітохондрії мають мінливу форму, проте найчастіше це гранули або нитки. Число і розміри їх непостійні. Це залежить від того, яка функціональна активність тієї чи іншої клітини.

Якщо розглянути електронну мікрофотографію, можна помітити, що мітохондрії мають дві мембрани: внутрішню і зовнішню. Внутрішня утворює вирости (кристи), вистелені ферментами. Завдяки наявності крист загальна поверхня мітохондрій збільшується. Це важливо для того, щоб діяльність ферментів протікала активно.

В мітохондріях вчені виявили специфічні рибосоми і ДНК. Це дозволяє цим органоидам самостійно розмножуватися в процесі ділення клітини.

хлоропласти

Що стосується хлоропластів, то за формою це диск або куля, що має подвійну оболонку (внутрішню і зовнішню). Усередині цього органоида також є рибосоми, ДНК і грани - особливі мембранні освіти, пов`язані як з внутрішньою мембраною, так і між собою. Хлорофіл знаходиться саме в мембранах гран. Завдяки йому енергія сонячного світла перетворюється в хімічну енергію аденозинтрифосфат (АТФ). У хлоропластах вона використовується для синтезу вуглеводів (утворюються з води і вуглекислого газу).

Погодьтеся, представлену вище інформацію потрібно знати не тільки для того, щоб здати тест з біології. Клітка - це будівельний матеріал, з якого складається наш організм. Та й вся жива природа - складна сукупність клітин. Як ви бачите, в них виділяється безліч складових частин. На перший погляд може здатися, що вивчити будову клітини - непросте завдання. Однак якщо розібратися, ця тема не так вже й складна. Її необхідно знати, щоб добре розбиратися в такій науці, як біологія. Склад клітини - одна з основних її тем.