Zellorganellen, Strukturmerkmale und ihre Funktionen. Organoide

Organellen – ständig im Zytoplasma vorhanden und auf ihre Leistung spezialisiert bestimmte Funktionen Strukturen. Basierend auf dem Organisationsprinzip werden Membran- und Nichtmembran-Zellorganellen unterschieden.

Membranzellorganellen

1. Endoplasmatisches Retikulum (ER) – ein System innerer Membranen des Zytoplasmas, das große Hohlräume bildet – Zisternen und zahlreiche Tubuli; nimmt eine zentrale Position in der Zelle rund um den Zellkern ein. EPS macht bis zu 50 % des Zytoplasmavolumens aus. ER-Kanäle verbinden alle zytoplasmatischen Organellen und öffnen sich in den perinukleären Raum der Kernhülle. Somit ist das ER ein intrazelluläres Kreislaufsystem. Es gibt zwei Arten von Membranen des endoplasmatischen Retikulums – glatte und raue (körnige). Es ist jedoch notwendig zu verstehen, dass sie Teil eines zusammenhängenden endoplasmatischen Retikulums sind. Ribosomen befinden sich auf körnigen Membranen, wo die Proteinsynthese stattfindet. Enzymsysteme, die an der Synthese von Fetten und Kohlenhydraten beteiligt sind, sind geordnet auf glatten Membranen angeordnet.

2. Der Golgi-Apparat ist ein System aus Zisternen, Röhrchen und Bläschen, die aus glatten Membranen bestehen. Diese Struktur befindet sich am Rand der Zelle im Verhältnis zum EPS. Auf den Membranen des Golgi-Apparats sind Enzymsysteme an der Bildung komplexerer Systeme beteiligt organische Verbindungen aus Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten, die in EPS synthetisiert werden. Hier finden Membranaufbau und Lysosomenbildung statt. Die Membranen des Golgi-Apparats sorgen für die Ansammlung, Konzentration und Verpackung der aus der Zelle freigesetzten Sekrete.

3. Lysosomen sind Membranorganellen, die bis zu 40 proteolytische Enzyme enthalten, die organische Moleküle abbauen können. Lysosomen sind an den Prozessen der intrazellulären Verdauung und Apoptose (programmierter Zelltod) beteiligt.

4. Mitochondrien sind die Energiestationen der Zelle. Doppelmembranorganellen mit einer glatten Außen- und Innenmembran, die Cristae bilden – Grate. Auf der Innenfläche der Innenmembran sind die an der ATP-Synthese beteiligten Enzymsysteme geordnet angeordnet. Mitochondrien enthalten ein zirkuläres DNA-Molekül, dessen Struktur dem Chromosom von Prokaryoten ähnelt. Es gibt viele kleine Ribosomen, an denen die Proteinsynthese stattfindet, teilweise unabhängig vom Kern. Allerdings reichen die in einem zirkulären DNA-Molekül eingeschlossenen Gene nicht aus, um alle Aspekte des Lebens der Mitochondrien zu gewährleisten, und es handelt sich um halbautonome Strukturen des Zytoplasmas. Eine Zunahme ihrer Zahl erfolgt durch Teilung, der die Verdoppelung des zirkulären DNA-Moleküls vorausgeht.

5. Plastiden sind für Pflanzenzellen charakteristische Organellen. Es gibt Leukoplasten – farblose Plastiden, Chromoplasten, die eine rot-orange Farbe haben, und Chloroplasten. - grüne Plastiden. Sie alle haben einen einzigen Strukturplan und werden von zwei Membranen gebildet: der äußeren (glatt) und der inneren, die Trennwände bilden – Stromathylakoide. Auf den Thylakoiden des Stromas befinden sich Grana, bestehend aus abgeflachten Membranvesikeln – Grana-Thylakoiden, die wie Münzsäulen übereinander gestapelt sind. Die Thylakoide der Grana enthalten Chlorophyll. Die Lichtphase der Photosynthese findet hier statt – im Grana, und die Dunkelphasenreaktionen – im Stroma. Plastiden enthalten ein ringförmiges DNA-Molekül, das in seiner Struktur dem Chromosom von Prokaryoten ähnelt, und viele kleine Ribosomen, an denen die Proteinsynthese stattfindet, teilweise unabhängig vom Zellkern. Plastiden können von einem Typ zum anderen wechseln (Chloroplasten, Chromoplasten und Leukoplasten); sie sind halbautonome Organellen der Zelle. Die Zunahme der Zahl der Plastiden erfolgt aufgrund ihrer Zweiteilung und Knospung, der eine Verdoppelung des zirkulären DNA-Moleküls vorausgeht.

Zellorganellen ohne Membran

1. Ribosomen sind runde Gebilde aus zwei Untereinheiten, die zu 50 % aus RNA und zu 50 % aus Proteinen bestehen. Untereinheiten werden im Zellkern, im Nukleolus und im Zytoplasma in Gegenwart von Ca 2+ -Ionen gebildet und zu integralen Strukturen zusammengefasst. Im Zytoplasma befinden sich Ribosomen auf den Membranen des endoplasmatischen Retikulums (granuläres ER) oder frei. Im aktiven Zentrum der Ribosomen findet der Translationsprozess statt (Selektion von tRNA-Anticodons zu mRNA-Codons). Ribosomen, die sich entlang des mRNA-Moleküls von einem Ende zum anderen bewegen, stellen nacheinander die mRNA-Codons für den Kontakt mit den tRNA-Anticodons zur Verfügung.

2. Zentriolen (Zellzentrum) sind zylindrische Körper, deren Wand aus 9 Triaden von Protein-Mikrotubuli besteht. In der Zellmitte stehen die Zentriolen im rechten Winkel zueinander. Sie sind nach dem Prinzip der Selbstorganisation zur Selbstreproduktion fähig. Unter Selbstorganisation versteht man die Bildung bereits vorhandener Strukturen mithilfe von Enzymen. Zentriolen sind an der Bildung von Spindelfilamenten beteiligt. Sie sorgen für den Prozess der Chromosomentrennung während der Zellteilung.

3. Flagellen und Zilien sind Bewegungsorganellen; Sie haben einen einzigen Strukturplan: Der äußere Teil des Flagellums ist der Umgebung zugewandt und mit einem Abschnitt der Zytoplasmamembran bedeckt. Sie sind ein Zylinder: Ihre Wand besteht aus 9 Protein-Mikrotubuli-Paaren und in der Mitte befinden sich zwei axiale Mikrotubuli. An der Basis des Flagellums, die sich im Ektoplasma befindet – dem Zytoplasma, das direkt unter der Zellmembran liegt, ist jedem Mikrotubulipaar ein weiterer kurzer Mikrotubulus angefügt. Dadurch entsteht ein Basalkörper, der aus neun Mikrotubuli-Triaden besteht.

4. Das Zytoskelett wird durch ein System aus Proteinfasern und Mikrotubuli dargestellt. Sorgt für die Aufrechterhaltung und Veränderung der Form des Zellkörpers und die Bildung von Pseudopodien. Verantwortlich für die Bewegung der Amöben, bildet das innere Gerüst der Zelle und sorgt für die Bewegung der Zellstrukturen im gesamten Zytoplasma.

Alles auf dieser Welt besteht aus verschiedenen Teilchen, die ein einziges Bild ergeben, so wie eine lebende Zelle aus Organellen besteht. Die „Einheit des Lebens“ ist mit einer Schutzbarriere bedeckt – einer Membran, die abgrenzt Außenwelt aus internen Inhalten. Der Aufbau von Zellorganellen ist ein Gesamtsystem, das verstanden werden muss.

Eukaryoten und Prokaryoten

In der Natur gibt es eine große Anzahl von Zelltypen, allein im menschlichen Körper gibt es mehr als 200 davon, aber es sind nur zwei Arten der Zellorganisation bekannt – eukaryotisch und prokaryotisch. Beide genannten Typen sind durch Evolution entstanden. Eukaryoten und Prokaryoten haben eine Zellmembran, aber hier enden ihre Ähnlichkeiten.

Prokaryontische Zellen haben kleine Größe und kann sich nicht einer gut entwickelten Membran rühmen. Der Hauptunterschied besteht im Fehlen eines Kerns. In einigen Fällen sind Plasmide vorhanden, bei denen es sich um einen Ring aus DNA-Molekülen handelt. Organellen fehlen in solchen Zellen praktisch – es werden nur Ribosomen gefunden. Zu den Prokaryoten zählen Bakterien und Archaeen. Monera bezeichnete man früher als einzellige Bakterien, die keinen Zellkern haben. Heute wird dieser Begriff nicht mehr verwendet.

Die eukaryotische Zelle ist viel größer als die prokaryotische Zelle und enthält Strukturen, die Organellen genannt werden. Im Gegensatz zu ihrem einfachsten „Verwandten“ verfügt die eukaryotische Zelle über lineare DNA, die sich im Zellkern befindet. Ein weiterer interessanter Unterschied zwischen diesen beiden Arten besteht darin, dass Mitochondrien und Plastiden, die sich im Inneren einer eukaryotischen Zelle befinden, in ihrer Struktur und Aktivität auffallend an Bakterien erinnern. Wissenschaftler haben vermutet, dass diese Organellen Nachkommen von Prokaryoten sind, d. h. frühere Prokaryoten gingen eine Symbiose mit Eukaryoten ein.

„Gerät“ einer eukaryotischen Zelle

Zellorganellen sind kleine Teile, die wichtige Funktionen erfüllen, beispielsweise die Speicherung genetischer Informationen, die Synthese, Teilung und andere.

Zu den Organellen gehören:

• Zellmembran;
• Golgi-Komplex;
• Ribosomen;
• Mikrofilamente;
• Chromosomen;
• Mitochondrien;
• Endoplasmatisches Retikulum;
• Mikrotubuli;
• Lysosomen.

Der Aufbau der Organellen tierischer, pflanzlicher und menschlicher Zellen ist gleich, jede von ihnen hat jedoch ihre eigenen Eigenschaften. Tierische Zellen zeichnen sich durch Mikrofibrillen und Zentriolen aus, während pflanzliche Zellen durch Plastiden gekennzeichnet sind. Eine Tabelle zum Aufbau von Zellorganellen hilft Ihnen dabei, Informationen zusammenzutragen.

Einige Wissenschaftler klassifizieren den Kern einer Zelle als ihre Organellen. Der Kern liegt in der Mitte und hat eine ovale oder runde Form. Seine poröse Hülle besteht aus 2 Membranen. Die Schale hat zwei Phasen – Interphase und Teilung.

Der Zellkern hat zwei Funktionen – die Speicherung genetischer Informationen und die Proteinsynthese. Somit ist der Kern nicht nur ein „Repository“, sondern auch ein Ort, an dem Material reproduziert wird und funktioniert.

Tabelle: Struktur der Zellorganellen

Zellorganellen - Video

Teilt alle Zellen (bzw lebende Organismen) in zwei Typen: Prokaryoten Und Eukaryoten. Prokaryoten sind kernfreie Zellen oder Organismen, zu denen Viren, prokaryotische Bakterien und Blaualgen gehören, bei denen die Zelle direkt aus dem Zytoplasma besteht, in dem sich ein Chromosom befindet – DNA-Molekül(manchmal RNA).

Eukaryontische Zellen haben einen Kern, der Nukleoproteine ​​(Histonprotein + DNA-Komplex) und andere enthält Organoide. Zu den Eukaryoten zählen die meisten modernen ein- und mehrzelligen Lebewesen, die der Wissenschaft bekannt sind (einschließlich Pflanzen).

Die Struktur eukaryontischer Granoide.

Zellkern ist das wichtigste und komplexeste Organell der Zelle, daher werden wir es betrachten

Zelle ist die kleinste und grundlegendste Struktureinheit lebender Organismen, die zur Selbsterneuerung, Selbstregulierung und Selbstreproduktion fähig ist.

Charakteristische Zellgrößen: Bakterienzellen – von 0,1 bis 15 Mikrometer, Zellen anderer Organismen – von 1 bis 100 Mikrometer, manchmal bis zu 1–10 mm; Eier große Vögel- bis zu 10-20 cm, Triebe Nervenzellen- bis zu 1 m.

Zellform sehr vielfältig: Es gibt kugelförmige Zellen (Kokken), Kette (Streptokokken), länglich (Stäbchen oder Bazillen), gebogen (Vibrionen), gekräuselt (Spirilla), vielfältig, mit motorischen Flagellen usw.

Zelltypen: prokaryotisch(nichtnuklear) und eukaryotisch (mit einem gebildeten Kern).

Eukaryotisch Zellen wiederum werden in Zellen unterteilt Tiere, Pflanzen und Pilze.

Strukturelle Organisation einer eukaryotischen Zelle

Protoplast- das ist der gesamte lebende Inhalt der Zelle. Der Protoplast aller eukaryotischen Zellen besteht aus einem Zytoplasma (mit allen Organellen) und einem Zellkern.

Zytoplasma- Dies ist der innere Inhalt der Zelle, mit Ausnahme des Zellkerns, bestehend aus Hyaloplasma, darin eingetauchten Organellen und (bei einigen Zelltypen) intrazellulären Einschlüssen (Reserve-Nährstoffe und/oder Endprodukte des Stoffwechsels).

Hyaloplasma- Hauptplasma, zytoplasmatische Matrix, die Hauptsubstanz, die die innere Umgebung der Zelle darstellt und eine viskose, farblose kolloidale Lösung ist (Wassergehalt bis zu 85 %). verschiedene Substanzen: Proteine ​​(10 %), Zucker, organische und anorganische Säuren, Aminosäuren, Polysaccharide, RNA, Lipide, Mineralsalze usw.

■ Hyaloplasma ist ein Medium für intrazelluläre Stoffwechselreaktionen und ein Bindeglied zwischen Zellorganellen; es ist zu reversiblen Übergängen vom Sol zum Gel fähig; seine Zusammensetzung bestimmt die Puffer- und osmotischen Eigenschaften der Zelle. Das Zytoplasma enthält ein Zytoskelett, das aus Mikrotubuli und kontraktilen Proteinfilamenten besteht.

■ Das Zytoskelett bestimmt die Form der Zelle und ist an der intrazellulären Bewegung von Organellen und einzelnen Substanzen beteiligt. Der Zellkern ist das größte Organell einer eukaryotischen Zelle und enthält Chromosomen, in denen alle Erbinformationen gespeichert sind (weitere Einzelheiten siehe unten).

Strukturbestandteile einer eukaryotischen Zelle:

■ Plasmalemma (Plasmamembran),
■ Zellwand (nur in Pflanzen- und Pilzzellen),
■ biologische (Elementar-)Membranen,
■ Kern,
■ endoplasmatisches Retikulum (endoplasmatisches Retikulum),
■ Mitochondrien,
■ Golgi-Komplex,
■ Chloroplasten (nur in Pflanzenzellen),
■ Lysosomen, s
■ Ribosomen,
■ Zellzentrum,
■ Vakuolen (nur in Pflanzen- und Pilzzellen),
■ Mikrotubuli,
■ Zilien, Flagellen.

Nachfolgend sind Schemata der Struktur tierischer und pflanzlicher Zellen aufgeführt:

Biologische (Elementar-)Membranen- Dies sind aktive Molekülkomplexe, die intrazelluläre Organellen und Zellen trennen. Alle Membranen haben einen ähnlichen Aufbau.

Aufbau und Zusammensetzung von Membranen: Dicke 6-10 nm; bestehen hauptsächlich aus Proteinmolekülen und Phospholipiden.

■Phospholipide bilden eine doppelte (bimolekulare) Schicht, in der ihre Moleküle mit ihren hydrophilen (wasserlöslichen) Enden nach außen und ihre hydrophoben (wasserunlöslichen) Enden nach innen zeigen.

■ Proteinmoleküle befindet sich auf beiden Oberflächen der Lipiddoppelschicht ( Peripheren Proteinen), dringen in beide Schichten von Lipidmolekülen ein ( Integral Proteine, von denen die meisten Enzyme sind) oder nur eine Schicht davon (semiintegrale Proteine).

Membraneigenschaften: Plastizität, Asymmetrie(die Zusammensetzung der äußeren und inneren Schichten von Lipiden und Proteinen ist unterschiedlich), Polarität (die äußere Schicht ist positiv geladen, die innere ist negativ geladen), die Fähigkeit zur Selbstschließung, selektive Permeabilität (in diesem Fall hydrophob). Substanzen passieren die Lipiddoppelschicht und hydrophile Substanzen passieren die Poren in integralen Proteinen.

Membranfunktionen: Barriere (trennt den Inhalt einer Organelle oder Zelle von Umfeld), strukturell (sorgt für eine bestimmte Form, Größe und Stabilität eines Organoids oder einer Zelle), Transport (gewährleistet den Transport von Substanzen in und aus einem Organoid oder einer Zelle), katalytisch (sorgt für biochemische Prozesse in der Nähe der Membran), regulatorisch (beteiligt sich an (die Regulierung des Stoffwechsels und der Energie zwischen einem Organoid oder einer Zelle und der äußeren Umgebung) ist an der Energieumwandlung und der Aufrechterhaltung des elektrischen Transmembranpotentials beteiligt.

Plasmamembran (Plasmalemma)

Plasma Membran oder Plasmalemma ist eine biologische Membran oder ein Komplex dicht aneinander angrenzender biologischer Membranen, die die Zelle von außen bedecken.

Der Aufbau, die Eigenschaften und die Funktionen des Plasmalemmas entsprechen im Wesentlichen denen elementarer biologischer Membranen.

❖ Strukturmerkmale:

■ Die äußere Oberfläche der Plasmamembran enthält die Glykokalyx – eine Polysaccharidschicht aus Glykolipoid- und Glykoproteinmolekülen, die als Rezeptoren für die „Erkennung“ bestimmter Chemikalien dienen; in tierischen Zellen kann es mit Schleim oder Chitin bedeckt sein, in pflanzlichen Zellen mit Zellulose- oder Pektinsubstanzen;

■ Normalerweise bildet das Plasmalemma Vorsprünge, Einstülpungen, Falten, Mikrovilli usw., wodurch die Oberfläche der Zelle vergrößert wird.

■ Zusätzliche Funktionen: Rezeptor (beteiligt sich an der „Erkennung“ von Substanzen und an der Wahrnehmung von Signalen aus der Umgebung und deren Übertragung an die Zelle), Gewährleistung der Kommunikation zwischen Zellen im Gewebe eines vielzelligen Organismus, Beteiligung am Aufbau spezieller Zellstrukturen (Flagellen, Zilien usw.).

Zellwand (Hülle)

Zellenwand ist eine starre Struktur, die sich außerhalb des Plasmalemmas befindet und die äußere Hülle der Zelle darstellt. Vorhanden in prokaryotischen Zellen sowie in Zellen von Pilzen und Pflanzen.

❖Zellwandzusammensetzung: Zellulose in Pflanzenzellen und Chitin in Pilzzellen ( strukurelle Komponenten), Proteine, Pektine (die an der Bildung von Platten beteiligt sind, die die Wände zweier benachbarter Zellen zusammenhalten), Lignin (das Zellulosefasern zu einem sehr starken Gerüst zusammenhält), Suberin (lagert sich von innen auf der Schale ab und macht es ist praktisch undurchlässig für Wasser und Lösungen usw. Äußerlich Die Oberfläche der Zellwand pflanzlicher Epidermiszellen enthält große Menge Calciumcarbonat und Kieselsäure (Mineralisierung) und ist mit hydrophoben Substanzen, Wachsen und Kutikula (einer von Zellulose und Pektinen durchdrungenen Schicht aus Cutinsubstanz) bedeckt.

❖ Funktionen der Zellwand: dient als äußerer Rahmen, hält den Zellturgor aufrecht, übernimmt Schutz- und Transportfunktionen.

Zellorganellen

Organellen (oder Organellen)- Hierbei handelt es sich um dauerhafte, hochspezialisierte intrazelluläre Strukturen, die eine spezifische Struktur aufweisen und entsprechende Funktionen erfüllen.

❖ Nach Verwendungszweck Organellen werden unterteilt in:
■ Allzweckorganellen (Mitochondrien, Golgi-Komplex, endoplasmatisches Retikulum, Ribosomen, Zentriolen, Lysosomen, Plastiden) und
■ Organellen für besondere Zwecke (Myofibrillen, Flagellen, Zilien, Vakuolen).
❖ Durch das Vorhandensein einer Membran Organellen werden unterteilt in:
■ Doppelmembran (Mitochondrien, Plastiden, Zellkern),
■ Einzelmembran (endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Komplex, Lysosomen, Vakuolen) und
■ Nicht-Membran (Ribosomen, Zellzentrum).
Der innere Inhalt von Membranorganellen unterscheidet sich immer vom sie umgebenden Hyaloplasma.

Mitochondrien- Doppelmembranorganellen eukaryotischer Zellen, die die Oxidation organischer Substanzen zu Endprodukten unter Freisetzung der in ATP-Molekülen gespeicherten Energie durchführen.

■ Struktur: stäbchenförmige, kugelförmige und fadenförmige Formen, Dicke 0,5–1 µm, Länge 2–7 µm; Doppelmembran, die äußere Membran ist glatt und hat eine hohe Durchlässigkeit, die innere Membran bildet Falten – Cristae, auf denen sich kugelförmige Körper – ATP-Some – befinden. Im Raum zwischen den Membranen sammeln sich Wasserstoffionen 11 an, die an der Sauerstoffatmung beteiligt sind.

■ Interne Inhalte (Matrix): Ribosomen, zirkuläre DNA, RNA, Aminosäuren, Proteine, Enzyme des Krebszyklus, Enzyme der Gewebeatmung (befindet sich auf den Cristae).

■ Funktionen: Oxidation von Stoffen zu CO 2 und H 2 O; Synthese von ATP und spezifischen Proteinen; die Bildung neuer Mitochondrien durch Spaltung in zwei Teile.

Plastiden(nur in Pflanzenzellen und autotrophen Protisten verfügbar).

■ Arten von Plastiden: Chloroplasten (Grün), Leukoplasten (farblos, runde Form), Chromoplasten (gelb oder orange); Plastiden können von einem Typ zum anderen wechseln.

■Struktur von Chloroplasten: Sie sind doppelmembranig, rund oder oval, 4–12 µm lang und 1–4 µm dick. Die äußere Membran ist glatt, die innere Membran glatt Thylakoide - Falten, die geschlossene, scheibenförmige Einstülpungen bilden, zwischen denen sich befindet Stroma (siehe unten). In höheren Pflanzen werden Thylakoide in Stapeln gesammelt (wie eine Münzsäule). Körner , die miteinander verbunden sind Lamellen (einzelne Membranen).

■ Zusammensetzung der Chloroplasten: in den Membranen von Thylakoiden und Grana - Chlorophyllkörner und anderen Pigmenten; interne Inhalte (Stroma): Proteine, Lipide, Ribosomen, zirkuläre DNA, RNA, an der CO 2 -Fixierung beteiligte Enzyme, Speicherstoffe.

■Funktionen von Plastiden: Photosynthese (Chloroplasten, die in den grünen Organen von Pflanzen enthalten sind), Synthese spezifischer Proteine ​​und Ansammlung von Reservenährstoffen: Stärke, Proteine, Fette (Leukoplasten), Verleihung von Farbe an Pflanzengewebe, um bestäubende Insekten anzulocken, und Vertreiber von Früchten und Samen (Chromoplasten). ).

Endoplasmatisches Retikulum (EPS), oder endoplasmatisch Retikulum, kommt in allen eukaryotischen Zellen vor.

■Struktur: ist ein System aus miteinander verbundenen Röhrchen, Röhren, Zisternen und Hohlräumen verschiedene Formen und Größen, deren Wände durch elementare (einzelne) biologische Membranen gebildet werden. Es gibt zwei Arten von EPS: körnig (oder rau), das Ribosomen auf der Oberfläche von Kanälen und Hohlräumen enthält, und agranulär (oder glatt), das keine Ribosomen enthält.

■Funktionen: Aufteilung des Zellzytoplasmas in Kompartimente, die die Vermischung der in ihnen ablaufenden chemischen Prozesse verhindern; raues ER sammelt sich an, isoliert zur Reifung und transportiert von Ribosomen synthetisierte Proteine ​​auf seiner Oberfläche, synthetisiert Zellmembranen; glattes EPS synthetisiert und transportiert Lipide, komplexe Kohlenhydrate und Steroidhormone und entfernt giftige Substanzen aus der Zelle.

Golgi-Komplex (oder Apparat) - ein Membranorganell einer eukaryotischen Zelle, das sich in der Nähe des Zellkerns befindet, ein System aus Zisternen und Vesikeln darstellt und an der Ansammlung, Speicherung und dem Transport von Substanzen, dem Aufbau der Zellmembran und der Bildung von Lysosomen beteiligt ist.

■Struktur: Der Komplex ist ein Dictyosom – ein Stapel membrangebundener flacher scheibenförmiger Säcke (Zisternen), aus denen Vesikel sprießen, und ein System von Membrantubuli, das den Komplex mit den Kanälen und Hohlräumen des glatten ER verbindet.

■Funktionen: die Bildung von Lysosomen, Vakuolen, Plasmalemma und der Zellwand einer Pflanzenzelle (nach ihrer Teilung), die Sekretion einer Reihe komplexer organischer Substanzen (Pektinsubstanzen, Cellulose usw. in Pflanzen; Glykoproteine, Glykolipide, Kollagen, Milchproteine). , Galle, eine Reihe von Hormonen usw. Tiere); Akkumulation und Dehydrierung von Lipiden, die entlang des EPS transportiert werden (aus glattem EPS), Modifikation und Akkumulation von Proteinen (aus körnigem EPS und freien Ribosomen des Zytoplasmas) und Kohlenhydraten, Entfernung von Substanzen aus der Zelle.

Reife Dictyosomen-Zisternen mit schnürenden Bläschen (Golgi-Vakuolen), gefüllt mit Sekret, das dann entweder von der Zelle selbst genutzt oder über ihre Grenzen hinaus abtransportiert wird.

❖ Lysosomen- Zellorganellen, die den Abbau komplexer Moleküle organischer Substanzen gewährleisten; werden aus Vesikeln gebildet, die vom Golgi-Komplex oder dem glatten ER getrennt sind, und sind in allen eukaryotischen Zellen vorhanden.

■ Struktur und Zusammensetzung: Lysosomen sind kleine runde Vesikel mit einer Membran und einem Durchmesser von 0,2–2 µm; gefüllt mit hydrolytischen (Verdauungs-)Enzymen (~40), die in der Lage sind, Proteine ​​(in Aminosäuren), Lipide (in Glycerin und höher) aufzuspalten Carbonsäuren), Polysaccharide (bis zu Monosacchariden) und Nukleinsäuren (bis zu Nukleotiden).

Durch die Verschmelzung mit endozytischen Vesikeln bilden Lysosomen eine Verdauungsvakuole (oder ein sekundäres Lysosom), in der komplexe organische Substanzen abgebaut werden. Die resultierenden Monomere gelangen durch die Membran des sekundären Lysosoms in das Zytoplasma der Zelle, und unverdaute (nicht hydrolysierte) Substanzen verbleiben im sekundären Lysosom und werden dann in der Regel außerhalb der Zelle ausgeschieden.

■ Funktionen: Heterophagie- Abbau von Fremdstoffen, die durch Endozytose in die Zelle gelangen, Autophagie - Zerstörung von für die Zelle unnötigen Strukturen; Autolyse ist die Selbstzerstörung einer Zelle, die als Folge der Freisetzung des Inhalts von Lysosomen während des Zelltods oder der Zelldegeneration auftritt.

❖ Vakuolen- große Vesikel oder Hohlräume im Zytoplasma, die sich in den Zellen von Pflanzen, Pilzen und vielen anderen bilden Protisten und von einer Elementarmembran begrenzt – dem Tonoplasten.

■ Vakuolen Protisten werden in verdauungsfördernde und kontraktile Zellen (mit Bündeln elastischer Fasern in den Membranen, die der osmotischen Regulierung des Wasserhaushalts der Zelle dienen) unterteilt.

■Vakuolen Pflanzenzellen gefüllt mit Zellsaft – einer wässrigen Lösung verschiedener organischer und anorganischer Substanzen. Sie können auch Gift- und Tanninstoffe sowie Endprodukte der Zellaktivität enthalten.

■Vakuolen pflanzlicher Zellen können zu einer zentralen Vakuole verschmelzen, die bis zu 70–90 % des Zellvolumens einnimmt und von Zytoplasmasträngen durchdrungen werden kann.

Funktionen: Anreicherung und Isolierung von Reservestoffen und zur Ausscheidung bestimmten Stoffen; Aufrechterhaltung des Turgordrucks; Sicherstellung des Zellwachstums durch Dehnung; Regulierung des Zellwasserhaushalts.

♦Ribosomen- Zellorganellen, die in allen Zellen vorhanden sind (in einer Menge von mehreren Zehntausend), sich auf den Membranen von körnigem EPS, in Mitochondrien, Chloroplasten, im Zytoplasma und in der äußeren Kernmembran befinden und die Biosynthese von Proteinen durchführen; In den Nukleolen werden ribosomale Untereinheiten gebildet.

■ Struktur und Zusammensetzung: Ribosomen sind die kleinsten (15–35 nm) runden und pilzförmigen Nichtmembrankörnchen; haben zwei aktive Zentren (Aminoacyl und Peptidyl); bestehen aus zwei ungleichen Untereinheiten – einer großen (in Form einer Halbkugel mit drei Vorsprüngen und einem Kanal), die drei RNA-Moleküle und ein Protein enthält, und einer kleinen (die ein RNA-Molekül und ein Protein enthält); Die Untereinheiten werden über das Mg+-Ion verbunden.

■ Funktion: Synthese von Proteinen aus Aminosäuren.

❖ Zellzentrum- ein Organell der meisten tierischen Zellen, einiger Pilze, Algen, Moose und Farne, das sich (in der Interphase) im Zentrum der Zelle in der Nähe des Zellkerns befindet und als Zentrum für die Initiierung der Zellassemblierung dient Mikrotubuli .

■ Struktur: Das Zellzentrum besteht aus zwei Zentriolen und einer Zentrosphäre. Jedes Zentriol (Abb. 1.12) hat das Aussehen eines Zylinders mit einer Länge von 0,3–0,5 µm und einem Durchmesser von 0,15 µm, dessen Wände aus neun Mikrotubuli-Tripletts bestehen und dessen Mitte mit einer homogenen Substanz gefüllt ist. Die Zentriolen stehen senkrecht zueinander und sind von einer dichten Zytoplasmaschicht mit strahlenden Mikrotubuli umgeben, die eine strahlende Zentrosphäre bilden. Bei der Zellteilung bewegen sich die Zentriolen in Richtung der Pole.

■ Hauptfunktionen: Bildung von Zellteilungspolen und achromatischen Filamenten der Teilungsspindel (oder Mitosespindel), wodurch eine gleichmäßige Verteilung des genetischen Materials zwischen den Tochterzellen gewährleistet wird; In der Interphase steuert es die Bewegung der Organellen im Zytoplasma.

Zytosklstzellen ist ein System Mikrofilamente Und Mikrotubuli , dringt in das Zytoplasma der Zelle ein, ist mit der äußeren Zytoplasmamembran und der Kernhülle verbunden und behält die Form der Zelle bei.

■Mikroflansche- dünne, kontraktile Filamente mit einer Dicke von 5–10 nm, die aus Proteinen bestehen ( Aktin, Myosin usw.). Kommt im Zytoplasma aller Zellen und Pseudopodien beweglicher Zellen vor.

Funktionen: Mikrofilamente sorgen für die motorische Aktivität des Hyaloplasmas, sind direkt an der Veränderung der Zellform während der Ausbreitung und Amöbenbewegung protistischer Zellen beteiligt und an der Bildung der Verengung während der Teilung tierischer Zellen beteiligt; eines der Hauptelemente des Zellzytoskeletts.

■ Mikrotubuli- dünne Hohlzylinder (25 nm Durchmesser), bestehend aus Tubulin-Proteinmolekülen, angeordnet in spiralförmigen oder geraden Reihen im Zytoplasma eukaryontischer Zellen.

Funktionen: Mikrotubuli bilden Spindelfilamente, sind Teil von Zentriolen, Zilien und Flagellen und nehmen am intrazellulären Transport teil; eines der Hauptelemente des Zellzytoskeletts.

Bewegungsorganellen — Flagellen und Zilien kommen in vielen Zellen vor, kommen jedoch häufiger in einzelligen Organismen vor.

■ Zilien- zahlreiche zytoplasmatische kurze (5–20 µm lange) Vorsprünge auf der Oberfläche des Plasmalemmas. Es kommt auf der Oberfläche verschiedener Arten tierischer Zellen und einiger Pflanzen vor.

■ Flagellen- einzelne zytoplasmatische Projektionen auf der Zelloberfläche vieler Protisten, Zoosporen und Spermatozoen; ~10-mal länger als Zilien; dienen der Bewegung.

■ Struktur: Zilien und Flagellen (Abb. 1.14) bestehen aus ihnen Mikrotubuli, angeordnet nach dem 9 × 2 + 2-System (neun doppelte Mikrotubuli – Dubletts bilden eine Wand, in der Mitte befinden sich zwei einzelne Mikrotubuli). Die Dubletten können aneinander vorbeigleiten, was zur Biegung des Ciliums oder Flagellums führt. An der Basis von Flagellen und Zilien befinden sich Basalkörper, die in ihrer Struktur mit Zentriolen identisch sind.

■ Funktionen: Flimmerhärchen und Geißeln sorgen für die Bewegung der Zellen selbst oder der umgebenden Flüssigkeit und darin suspendierter Partikel.

Einschlüsse

Einschlüsse- nicht permanente (vorübergehend vorhandene) Bestandteile des Zellzytoplasmas, deren Gehalt je nach Funktionszustand der Zelle variiert. Es gibt trophische, sekretorische und exkretorische Einschlüsse.

■ Trophische Einschlüsse- Dies sind Nährstoffreserven (Fett, Stärke- und Eiweißkörner, Glykogen).

■ Sekretorische Einschlüsse- das sind Abfallprodukte der endokrinen und exokrinen Drüsen (Hormone, Enzyme).

■ Ausscheidungseinschlüsse- Dabei handelt es sich um Stoffwechselprodukte der Zelle, die aus der Zelle ausgeschieden werden müssen.

Kern und Chromosomen

Kern- das größte Organell; ist ein obligatorischer Bestandteil aller eukaryotischen Zellen (mit Ausnahme der Phloem-Siebröhrenzellen höherer Pflanzen und reifer Erythrozyten von Säugetieren). Die meisten Zellen haben einen Einzelkern, es gibt jedoch auch zwei- und mehrkernige Zellen. Es gibt zwei Zustände des Kerns: Interphase und spaltbar

Interphase-Kern besteht aus Atomhülle(Trennung des inneren Kerninhalts vom Zytoplasma), Kernmatrix (Karyoplasma), Chromatin und Nukleolen. Form und Größe des Zellkerns hängen von der Art des Organismus, der Art, dem Alter und dem Funktionszustand der Zelle ab. Es hat einen hohen Gehalt an DNA (15–30 %) und RNA (12 %).

■ Kernelfunktionen: Speicherung und Weitergabe erbliche Informationen in Form einer unveränderten DNA-Struktur; Regulierung (durch das System). Proteinsynthese) alle Lebensprozesse der Zelle.

❖ Atomhülle(oder Karyolemma) besteht aus äußeren und inneren biologischen Membranen, zwischen denen sich befindet perinukleärer Raum. Die innere Membran verfügt über eine Proteinschicht, die dem Zellkern seine Form verleiht. Die äußere Membran ist mit dem ER verbunden und trägt Ribosomen. Die Hülle ist von Kernporen durchzogen, durch die der Stoffaustausch zwischen Kern und Zytoplasma erfolgt. Die Anzahl der Poren ist nicht konstant und hängt von der Größe des Kerns und seiner funktionellen Aktivität ab.

■ Funktionen der Kernmembran: Es trennt den Zellkern vom Zytoplasma der Zelle, reguliert den Stofftransport vom Zellkern zum Zytoplasma (RNA, ribosomale Untereinheiten) und vom Zytoplasma zum Zellkern (Proteine, Fette, Kohlenhydrate, ATP, Wasser, Ionen).

❖ Chromosom- das wichtigste Organell des Zellkerns, das ein DNA-Molekül im Komplex mit spezifischen Histonproteinen und einigen anderen Substanzen enthält, von denen sich die meisten auf der Oberfläche des Chromosoms befinden.

Abhängig von der Phase des Zelllebenszyklus können Chromosomen vorhanden sein zwei Staaten — despiralisiert und spiralisiert.

» In einem despiralisierten Zustand befinden sich die Chromosomen in der Periode Interphase Zellzyklus und bildet im Lichtmikroskop unsichtbare Fäden, die die Grundlage bilden Chromatin .

■ Dabei kommt es zu einer Spiralisierung, begleitet von einer Verkürzung und Verdichtung (100–500-fach) der DNA-Stränge Zellteilung ; während die Chromosomen eine kompakte Form annehmen und werden unter einem optischen Mikroskop sichtbar.

Chromatin- einer der Bestandteile der Kernmaterie während der Interphasenperiode, deren Grundlage ist entwickelte Chromosomen in Form eines Netzwerks aus langen, dünnen Strängen von DNA-Molekülen im Komplex mit Histonen und anderen Substanzen (RNA, DNA-Polymerase, Lipide, Mineralien usw.); lässt sich gut mit Farbstoffen färben, die in der histologischen Praxis verwendet werden.

■ Im Chromatin wickeln sich Abschnitte des DNA-Moleküls um Histone und bilden Nukleosomen (sie sehen aus wie Perlen).

Chromatid ist ein Strukturelement eines Chromosoms, bei dem es sich um einen Strang eines DNA-Moleküls im Komplex mit Histonproteinen und anderen Substanzen handelt, der wiederholt wie eine Superhelix gefaltet und in Form eines stabförmigen Körpers verpackt ist.

■ Bei der Helikalisierung und Verpackung werden einzelne DNA-Abschnitte regelmäßig angeordnet, sodass sich abwechselnde Querstreifen auf den Chromatiden bilden.

❖ Struktur eines Chromosoms (Abb. 1.16). Im spiralisierten Zustand ist das Chromosom eine stabförmige Struktur von etwa 0,2–20 µm Größe, die aus zwei Chromatiden besteht und durch eine primäre Verengung, das Zentromer, in zwei Arme unterteilt ist. Chromosomen können eine sekundäre Verengung aufweisen, die eine als Satellit bezeichnete Region trennt. Einige Chromosomen haben einen Abschnitt ( nukleolärer Organisator ), das die Struktur der ribosomalen RNA (rRNA) kodiert.

Arten von Chromosomen je nach Form: gleiche Schultern , ungleiche Schultern (Zentromer wird aus der Mitte des Chromosoms verschoben), stabförmig (Das Zentromer liegt nahe am Ende des Chromosoms).

Nach der Anaphase der Mitose und der Anaphase der Meiose II bestehen die Chromosomen aus einem Chromitiden, und nach der DNA-Replikation (Verdoppelung) im synthetischen Stadium (S) der Interphase bestehen sie aus zwei Schwesterchromitiden, die am Zentromer miteinander verbunden sind. Während der Zellteilung heften sich Spindelmikrotubuli an das Zentromer.

❖ Funktionen der Chromosomen:
■ enthalten Genmaterial - DNA-Moleküle;
■ durchführen DNA-Synthese (während der Verdoppelung der Chromosomen in der S-Periode des Zellzyklus) und mRNA;
■ regulieren die Proteinsynthese;
■ Steuern Sie die lebenswichtige Aktivität der Zelle.

Homologe Chromosomen- Chromosomen, die zum selben Paar gehören, in Form, Größe und Lage der Zentromere identisch sind, dieselben Gene tragen und die Entwicklung derselben Merkmale bestimmen. Homologe Chromosomen können sich in den Allelen der in ihnen enthaltenen Gene unterscheiden und während der Meiose Abschnitte austauschen (Crossing Over).

Autosomen Chromosomen in den Zellen zweihäusiger Organismen, die bei Männern und Frauen derselben Art identisch sind (dies sind alle Chromosomen einer Zelle mit Ausnahme der Geschlechtschromosomen).

Geschlechtschromosomen(oder Heterochromosomen ) sind Chromosomen, die Gene tragen, die das Geschlecht eines lebenden Organismus bestimmen.

Diploider Satz(bezeichnet als 2p) – Chromosomensatz somatisch Zellen, in denen jedes Chromosom vorhanden ist sein gepaartes homologes Chromosom . Der Körper erhält eines der Chromosomen des diploiden Satzes vom Vater, das andere von der Mutter.

■ Diploider Satz Person besteht aus 46 Chromosomen (davon 22 Paare homologer Chromosomen und zwei Geschlechtschromosomen: Frauen haben zwei X-Chromosomen, Männer haben je ein X- und Y-Chromosom).

Haploide Menge(angezeigt durch 1l) - einzel Chromosomensatz sexuell Zellen ( Gameten ), in dem die Chromosomen haben keine gepaarten homologen Chromosomen . Der haploide Satz entsteht bei der Bildung von Gameten infolge der Meiose, wenn von jedem Paar homologer Chromosomen nur eines in den Gameten gelangt.

Karyotyp- Hierbei handelt es sich um eine Reihe konstanter quantitativer und qualitativer morphologischer Merkmale, die für die Chromosomen somatischer Zellen von Organismen einer bestimmten Art charakteristisch sind (deren Anzahl, Größe und Form), anhand derer der diploide Chromosomensatz eindeutig identifiziert werden kann.

Nukleolus- rund, hochverdichtet, nicht begrenzt

Membrankörper 1-2 Mikrometer groß. Der Kern hat einen oder mehrere Nukleolen. Der Nukleolus wird um die nukleolären Organisatoren mehrerer Chromosomen herum gebildet, die sich gegenseitig anziehen. Bei der Kernteilung werden die Kerne zerstört und am Ende der Kernteilung neu gebildet.

■ Zusammensetzung: Protein 70–80 %, RNA 10–15 %, DNA 2–10 %.
■ Funktionen: Synthese von r-RNA und t-RNA; Zusammenbau ribosomaler Untereinheiten.

Karyoplasma (oder Nukleoplasma, Karyolymphe, Kernsaft ) ist eine strukturlose Masse, die den Raum zwischen den Strukturen des Zellkerns ausfüllt, in den Chromatin, Nukleolen und verschiedene intranukleäre Körnchen eingetaucht sind. Enthält Wasser, Nukleotide, Aminosäuren, ATP, RNA und Enzymproteine.

Funktionen: sorgt für die Verbindung nuklearer Strukturen; beteiligt sich am Transport von Substanzen vom Zellkern zum Zytoplasma und vom Zytoplasma zum Zellkern; reguliert die DNA-Synthese während der Replikation und die mRNA-Synthese während der Transkription.

Vergleichende Eigenschaften eukaryotischer Zellen

Merkmale der Struktur prokaryotischer und eukaryotischer Zellen

Transport von Stoffen

Transport von Stoffen- Dies ist der Prozess des Transports notwendiger Substanzen durch den Körper, zu den Zellen, innerhalb der Zelle und innerhalb der Zelle sowie der Entfernung von Abfallstoffen aus der Zelle und dem Körper.

Der intrazelluläre Stofftransport wird durch das Hyaloplasma und (in eukaryotischen Zellen) das endoplasmatische Retikulum (ER), den Golgi-Komplex und Mikrotubuli gewährleistet. Der Transport von Stoffen wird später auf dieser Seite beschrieben.

Methoden des Stofftransports durch biologische Membranen:

■ passiver Transport (Osmose, Diffusion, passive Diffusion),
■ aktiver Transport,
■ Endozytose,
■ Exozytose.

Passiver Transport erfordert keinen Energieaufwand und tritt auf entlang des Gefälles Konzentration, Dichte oder elektrochemisches Potenzial.

Osmose ist das Eindringen von Wasser (oder einem anderen Lösungsmittel) durch eine semipermeable Membran von einer weniger konzentrierten Lösung in eine stärker konzentrierte Lösung.

Diffusion- Penetration Substanzen durch die Membran entlang des Gefälles Konzentration (von einem Bereich mit einer höheren Konzentration eines Stoffes zu einem Bereich mit einer niedrigeren Konzentration).

Diffusion Wasser und Ionen werden unter Beteiligung integraler Membranproteine ​​mit Poren (Kanälen) transportiert, die Diffusion fettlöslicher Substanzen erfolgt unter Beteiligung der Lipidphase der Membran.

Erleichterte Diffusion durch die Membran erfolgt mit Hilfe spezieller Membrantransportproteine, siehe Bild.

Aktiven Transport erfordert den Aufwand an Energie, die beim Abbau von ATP freigesetzt wird, und dient dem Transport von Stoffen (Ionen, Monosaccharide, Aminosäuren, Nukleotide). gegen Gefälle ihre Konzentration oder ihr elektrochemisches Potenzial. Durchgeführt durch spezielle Trägerproteine Permiasen , Ionenkanäle haben und sich bilden Ionenpumpen .

Endozytose- Einfangen und Umhüllen von Makromolekülen (Proteine, Nukleinsäuren usw.) und mikroskopisch kleine feste Speisereste ( Phagozytose ) oder Flüssigkeitströpfchen mit darin gelösten Stoffen ( Pinozytose ) und umschließen sie in einer Membranvakuole, die „in die Zelle hineingezogen“ wird. Die Vakuole verschmilzt dann mit einem Lysosom, dessen Enzyme die Moleküle der eingeschlossenen Substanz in Monomere zerlegen.

Exozytose- ein zur Endozytose umgekehrter Prozess. Durch Exozytose entfernt die Zelle intrazelluläre Produkte oder unverdaute Trümmer, die in Vakuolen oder Vesikeln eingeschlossen sind.

Unterrichtsart: kombiniert.

Methoden: verbal, visuell, praktisch, Problemsuche.

Lernziele

Lehrreich: Vertiefen Sie das Wissen der Schüler über die Struktur eukaryotischer Zellen und bringen Sie ihnen bei, diese in praktischen Unterrichtsstunden anzuwenden.

Entwicklung: Verbesserung der Fähigkeiten der Schüler, mit didaktischem Material zu arbeiten; Fördern Sie das Denken der Schüler, indem Sie Aufgaben zum Vergleich von prokaryotischen und eukaryotischen Zellen, Pflanzenzellen und tierischen Zellen anbieten und ähnliche und charakteristische Merkmale identifizieren.

Ausrüstung: Poster „Struktur der Zytoplasmamembran“; Aufgabenkarten; Handout (Struktur einer prokaryotischen Zelle, einer typischen Pflanzenzelle, Struktur einer tierischen Zelle).

Interdisziplinäre Verbindungen: Botanik, Zoologie, menschliche Anatomie und Physiologie.

Unterrichtsplan

I. Organisatorischer Moment

Prüfung der Unterrichtsbereitschaft.
Überprüfung der Studentenliste.
Kommunizieren Sie das Thema und die Ziele der Lektion.

II. Neues Material lernen

Einteilung der Organismen in Pro- und Eukaryoten

Die Form der Zellen ist äußerst unterschiedlich: Einige sind rund, andere sehen aus wie Sterne mit vielen Strahlen, andere sind länglich usw. Auch die Größe der Zellen variiert – von den kleinsten, im Lichtmikroskop schwer zu unterscheidenden Zellen bis hin zu mit bloßem Auge perfekt sichtbaren Zellen (z. B. Eier von Fischen und Fröschen).

Auch jedes unbefruchtete Ei, einschließlich der riesigen versteinerten Dinosauriereier, die in paläontologischen Museen aufbewahrt werden, war einst eine lebende Zelle. Wenn wir jedoch über die Hauptelemente der inneren Struktur sprechen, sind alle Zellen einander ähnlich.

Prokaryoten (von lat. Profi- vor, früher, statt und Griechisch. Karyon– Zellkern) sind Organismen, deren Zellen keinen membrangebundenen Zellkern haben, d. h. alle Bakterien, einschließlich Archaebakterien und Cyanobakterien. Die Gesamtzahl der prokaryotischen Arten beträgt etwa 6000. Die gesamte genetische Information einer prokaryotischen Zelle (Genophor) ist in einem einzigen zirkulären DNA-Molekül enthalten. Mitochondrien und Chloroplasten fehlen und die Funktionen der Atmung oder Photosynthese, die die Zelle mit Energie versorgen, werden von der Plasmamembran übernommen (Abb. 1). Prokaryoten vermehren sich ohne ausgeprägten Sexualprozess, indem sie sich in zwei Teile teilen. Prokaryoten sind leistungsfähig ganze Zeile Spezifisch physiologische Prozesse: molekularen Stickstoff binden, Milchsäuregärung durchführen, Holz zersetzen, Schwefel und Eisen oxidieren.

Nach einem Einführungsgespräch besprechen die Studierenden die Struktur einer prokaryotischen Zelle und vergleichen die wichtigsten Strukturmerkmale mit den Arten eukaryotischer Zellen (Abb. 1).

Eukaryoten - Dies sind höhere Organismen, die einen klar definierten Kern haben, der durch eine Membran (Karyomembran) vom Zytoplasma getrennt ist. Zu den Eukaryoten zählen alle höheren Tiere und Pflanzen sowie ein- und mehrzellige Algen, Pilze und Protozoen. Kern-DNA in Eukaryoten ist in Chromosomen enthalten. Eukaryoten haben Zellorganellen, die von Membranen begrenzt sind.

Unterschiede zwischen Eukaryoten und Prokaryoten

– Eukaryoten haben einen echten Zellkern: Der genetische Apparat der eukaryotischen Zelle wird durch eine Membran geschützt, die der Membran der Zelle selbst ähnelt.
– Im Zytoplasma enthaltene Organellen sind von einer Membran umgeben.

Struktur pflanzlicher und tierischer Zellen

Die Zelle eines jeden Organismus ist ein System. Es besteht aus drei miteinander verbundenen Teilen: Hülle, Kern und Zytoplasma.

In Ihrem Studium der Botanik, Zoologie und menschlichen Anatomie haben Sie sich bereits mit dem Aufbau verschiedener Zelltypen vertraut gemacht. Lassen Sie uns dieses Material kurz durchgehen.

Übung 1. Bestimmen Sie anhand von Abbildung 2, welchen Organismen und Gewebetypen die Zellen mit den Nummern 1–12 entsprechen. Was bestimmt ihre Form?

Struktur und Funktionen von Organellen pflanzlicher und tierischer Zellen

Unter Verwendung der Abbildungen 3 und 4 und unter Verwendung des Biologischen Enzyklopädisches Wörterbuch und Lehrbuch füllen die Schüler eine Tabelle aus, in der tierische und pflanzliche Zellen verglichen werden.

Tisch. Struktur und Funktionen von Organellen pflanzlicher und tierischer Zellen

Schlussfolgerungen

1. Die Zellwand, die Plastiden und die zentrale Vakuole sind einzigartig für Pflanzenzellen.
2. Lysosomen, Zentriolen und Mikrovilli kommen hauptsächlich nur in den Zellen tierischer Organismen vor.
3. Alle anderen Organellen sind sowohl für pflanzliche als auch für tierische Zellen charakteristisch.

Zellmembranstruktur

Die Zellmembran befindet sich außerhalb der Zelle und trennt diese von der äußeren oder inneren Umgebung des Körpers. Seine Basis ist das Plasmalemma (Zellmembran) und die Kohlenhydrat-Protein-Komponente.

Funktionen der Zellmembran:

– behält die Form der Zelle bei und verleiht der Zelle und dem Körper als Ganzes mechanische Festigkeit;
– schützt die Zelle vor mechanischer Beschädigung und dem Eindringen schädlicher Verbindungen;
– führt die Erkennung molekularer Signale durch;
– reguliert den Stoffwechsel zwischen Zelle und Umwelt;
– führt interzelluläre Interaktionen in einem vielzelligen Organismus durch.

Zellwandfunktion:

– stellt einen äußeren Rahmen dar – eine Schutzhülle;
– sorgt für den Stofftransport (Wasser, Salze und Moleküle vieler organischer Stoffe passieren die Zellwand).

Die äußere Schicht tierischer Zellen ist im Gegensatz zu den Zellwänden von Pflanzen sehr dünn und elastisch. Es ist im Lichtmikroskop nicht sichtbar und besteht aus einer Vielzahl von Polysacchariden und Proteinen. Die Oberflächenschicht tierischer Zellen wird genannt Glykokalyx Führt die Funktion der direkten Verbindung tierischer Zellen mit der äußeren Umgebung und allen sie umgebenden Substanzen aus, spielt jedoch keine unterstützende Rolle.

Unter der Glykokalyx der tierischen Zelle und der Zellwand der pflanzlichen Zelle befindet sich eine Plasmamembran, die direkt an das Zytoplasma grenzt. Die Plasmamembran besteht aus Proteinen und Lipiden. Aufgrund verschiedener chemischer Wechselwirkungen untereinander sind sie geordnet angeordnet. Lipidmoleküle in der Plasmamembran sind in zwei Reihen angeordnet und bilden eine durchgehende Lipiddoppelschicht. Proteinmoleküle bilden keine durchgehende Schicht, sie befinden sich in der Lipidschicht und dringen unterschiedlich tief in diese ein. Protein- und Lipidmoleküle sind mobil.

Funktionen der Plasmamembran:

– bildet eine Barriere, die den inneren Inhalt der Zelle von ihr trennt Außenumgebung;
– sorgt für den Transport von Stoffen;
– sorgt für die Kommunikation zwischen Zellen im Gewebe vielzelliger Organismen.

Eintritt von Stoffen in die Zelle

Die Oberfläche der Zelle ist nicht durchgehend. In der Zytoplasmamembran gibt es zahlreiche winzige Löcher – Poren, durch die mit oder ohne Hilfe spezieller Proteine ​​Ionen und kleine Moleküle in die Zelle eindringen können. Darüber hinaus können einige Ionen und kleine Moleküle direkt durch die Membran in die Zelle gelangen. Der Eintritt der wichtigsten Ionen und Moleküle in die Zelle erfolgt nicht durch passive Diffusion, sondern durch aktiven Transport, der einen Energieaufwand erfordert. Der Stofftransport erfolgt selektiv. Gezielte Durchlässigkeit Zellmembran wird genannt Halbdurchlässigkeit.

Von Phagozytose Große Moleküle organischer Substanzen wie Proteine, Polysaccharide, Nahrungspartikel und Bakterien gelangen in die Zelle. Die Phagozytose erfolgt unter Beteiligung der Plasmamembran. An der Stelle, an der die Zelloberfläche mit einem Partikel einer beliebigen dichten Substanz in Kontakt kommt, biegt sich die Membran, bildet eine Vertiefung und umgibt das Partikel, das in einer „Membrankapsel“ in die Zelle eingetaucht wird. Es bildet sich eine Verdauungsvakuole, in der in die Zelle gelangende organische Substanzen verdaut werden.

Amöben, Ciliaten und Leukozyten von Tieren und Menschen ernähren sich durch Phagozytose. Leukozyten absorbieren Bakterien sowie verschiedene feste Partikel, die versehentlich in den Körper gelangen, und schützen ihn so vor pathogenen Bakterien. Die Zellwand von Pflanzen, Bakterien und Blaualgen verhindert die Phagozytose, weshalb dieser Weg des Stoffeintritts in die Zelle bei ihnen nicht realisiert ist.

Auch Flüssigkeitstropfen, die verschiedene Stoffe in gelöstem und suspendiertem Zustand enthalten, dringen durch die Plasmamembran in die Zelle ein. Dieses Phänomen wurde genannt Pinozytose. Der Prozess der Flüssigkeitsaufnahme ähnelt der Phagozytose. Ein Flüssigkeitstropfen wird in einem „Membranpaket“ in das Zytoplasma eingetaucht. Organische Substanzen, die zusammen mit Wasser in die Zelle gelangen, werden unter dem Einfluss von im Zytoplasma enthaltenen Enzymen verdaut. Pinozytose ist in der Natur weit verbreitet und wird von Zellen aller Tiere durchgeführt.

III. Vertiefung des Gelernten

In welche zwei großen Gruppen werden alle Organismen aufgrund der Struktur ihres Zellkerns eingeteilt?
Welche Organellen sind nur für Pflanzenzellen charakteristisch?
Welche Organellen gibt es nur in tierischen Zellen?
Wie unterscheidet sich der Aufbau der Zellmembran von Pflanzen und Tieren?
Auf welchen beiden Wegen gelangen Stoffe in eine Zelle?
Welche Bedeutung hat die Phagozytose für Tiere?