În zorii dezvoltării vieții pe Pământ, toate formele celulare erau reprezentate de bacterii. Au aspirat materia organică dizolvată în oceanul primordial prin suprafața corpului.

De-a lungul timpului, unele bacterii s-au adaptat pentru a produce substanțe organice din cele anorganice. Pentru a face acest lucru, au folosit energia luminii solare. Primul sistem ecologicîn care aceste organisme au fost producători. Ca urmare, oxigenul eliberat de aceste organisme a apărut în atmosfera Pământului. Cu el, puteți obține mult mai multă energie din același aliment și puteți utiliza energia suplimentară pentru a complica structura corpului: împărțirea corpului în părți.

Una dintre realizările importante ale vieții este separarea nucleului și a citoplasmei. Nucleul conține informații ereditare. O membrană specială în jurul miezului a făcut posibilă protejarea împotriva daunelor accidentale. După cum este necesar, citoplasma primește comenzi de la nucleu care direcționează activitatea vitală și dezvoltarea celulei.

Organismele în care nucleul este separat de citoplasmă au format super-regnul nuclearului (acestea includ plante, ciuperci, animale).

Astfel, celula - baza organizării plantelor și animalelor - a apărut și s-a dezvoltat în cursul evoluției biologice.

Chiar și cu ochiul liber, și chiar mai bine la lupă, puteți vedea că pulpa unui pepene copt este formată din boabe foarte mici, sau boabe. Acestea sunt celule – cele mai mici „cărămizi” care alcătuiesc corpurile tuturor organismelor vii, inclusiv ale plantelor.

Viața unei plante se desfășoară prin activitatea combinată a celulelor sale, creând un singur întreg. Odată cu multicelularitatea părților plantelor, are loc o diferențiere fiziologică a funcțiilor acestora, specializarea diferitelor celule în funcție de localizarea lor în corpul plantei.

O celulă vegetală diferă de o celulă animală prin faptul că are o înveliș dens care acoperă conținutul interior din toate părțile. Celula nu este plată (așa cum este de obicei descrisă), cel mai probabil arată ca o fiolă foarte mică umplută cu conținut viros.

Structura și funcțiile unei celule vegetale

Considerați o celulă ca o unitate structurală și funcțională a unui organism. În exterior, celula este acoperită cu un perete celular dens, în care există secțiuni mai subțiri - pori. Sub ea se află o peliculă foarte subțire - o membrană care acoperă conținutul celulei - citoplasma. În citoplasmă există cavități - vacuole umplute cu seva celulară. În centrul celulei sau în apropierea peretelui celular este un corp dens - nucleul cu nucleol. Nucleul este separat de citoplasmă prin învelișul nuclear. Corpurile mici, plastidele, sunt distribuite în întreaga citoplasmă.

Structura unei celule vegetale

Structura și funcțiile organelelor celulelor vegetale

Organoid	Desen	Descriere	Funcţie	Particularități
Peretele celular sau membrana plasmatica		Incolor, transparent și foarte durabil	Trece în celulă și eliberează substanțe din celulă.	Membrana celulară este semi-permeabilă
Citoplasma		Substanță groasă, vâscoasă	Conține toate celelalte părți ale celulei.	Este în continuă mișcare
Nucleu (parte importantă a celulei)		rotund sau oval	Asigură transferul proprietăților ereditare către celulele fiice în timpul diviziunii	Partea centrală a celulei
		Forma sferică sau neregulată	Ia parte la sinteza proteinelor
		Rezervor separat de citoplasmă printr-o membrană. Conține seva celulară	se acumulează piese de schimb nutriențiși deșeurile care nu sunt necesare celulei.	Pe măsură ce celula crește, vacuolele mici se contopesc într-o singură vacuola mare (centrală).
plastide		Cloroplaste	Utilizați energia luminoasă a soarelui și creați organic din anorganic	Forma discurilor separate de citoplasmă printr-o membrană dublă
		Cromoplastele	Formată ca urmare a acumulării de carotenoizi	Galben, portocaliu sau maro
		Leucoplaste	Plastide incolore
plic nuclear		Constă din două membrane (exterioară și interioară) cu pori	Separă nucleul de citoplasmă	Permite schimbul între nucleu și citoplasmă

Partea vie a celulei este un sistem limitat de membrană, ordonat, structurat de biopolimeri și structuri membranare interne implicate în totalitatea proceselor metabolice și energetice care mențin și reproduc întregul sistem în ansamblu.

O caracteristică importantă este că nu există membrane deschise cu capete libere în celulă. Membranele celulare limitează întotdeauna cavitățile sau zonele, închizându-le din toate părțile.

Diagrama generalizată modernă a unei celule vegetale

plasmalema(membrană celulară exterioară) - o peliculă ultramicroscopică de 7,5 nm grosime., Constând din proteine, fosfolipide și apă. Aceasta este o peliculă foarte elastică care este bine umezită de apă și restabilește rapid integritatea după deteriorare. Are o structură universală, adică tipică pentru toate membranele biologice. Celulele vegetale din afara membranei celulare au un perete celular puternic care creează un suport extern și menține forma celulei. Este alcătuit din fibre (celuloză), o polizaharidă insolubilă în apă.

Plasmodesmate a unei celule vegetale, sunt tubuli submicroscopici care pătrund prin membrane și căptușiți cu o membrană plasmatică, care trece astfel de la o celulă la alta fără întrerupere. Cu ajutorul lor, are loc circulația intercelulară a soluțiilor care conțin nutrienți organici. Ele transmit, de asemenea, biopotențiale și alte informații.

Poromy numite găuri în membrana secundară, unde celulele sunt separate doar de membrana primară și placa de mijloc. Zonele membranei primare și ale plăcii de mijloc care separă porii adiacenți ai celulelor adiacente se numesc membrana porilor sau filmul de închidere a porului. Pelicula de închidere a porului este străpunsă de tubuli plasmodesmenali, dar de obicei nu se formează un orificiu traversant în pori. Porii facilitează transportul apei și al substanțelor dizolvate de la celulă la celulă. În pereții celulelor învecinate, de regulă, unul împotriva celuilalt, se formează pori.

Perete celular are o învelișă bine definită, relativ groasă, de natură polizaharidă. Peretele celular al plantei este un produs al citoplasmei. Aparatul Golgi și reticulul endoplasmatic participă activ la formarea acestuia.

Structura membranei celulare

Baza citoplasmei este matricea sa, sau hialoplasma, un sistem coloidal complex incolor, transparent optic, capabil de tranziții reversibile de la sol la gel. Rol critic hialoplasma este de a combina toate structurile celulare în sistem unic si asigurarea interactiunii intre ele in procesele de metabolism celular.

Hialoplasma(sau matricea citoplasmei) formează mediul intern al celulei. Este format din apă și diverși biopolimeri (proteine, acizi nucleici, polizaharide, lipide), dintre care partea principală sunt proteine ​​cu diverse specificități chimice și funcționale. Hialoplasma conține, de asemenea, aminoacizi, monozaharuri, nucleotide și alte substanțe cu greutate moleculară mică.

Biopolimerii formează un mediu coloidal cu apă, care, în funcție de condiții, poate fi dens (sub formă de gel) sau mai lichid (sub formă de sol), atât în ​​întreaga citoplasmă, cât și în secțiunile sale individuale. În hialoplasmă, diverse organele și incluziuni sunt localizate și interacționează între ele și cu mediul hialoplasmei. Mai mult, locația lor este cel mai adesea specifică anumitor tipuri de celule. Prin membrana bilipidiană, hialoplasma interacționează cu mediul extracelular. În consecință, hialoplasma este un mediu dinamic și joacă un rol important în funcționarea organelelor individuale și în activitatea vitală a celulelor în ansamblu.

Formațiuni citoplasmatice – organite

Organelele (organelele) sunt componentele structurale ale citoplasmei. Au o anumită formă și dimensiune, sunt structuri citoplasmatice obligatorii ale celulei. În absența sau deteriorarea lor, celula își pierde de obicei capacitatea de a continua să existe. Multe dintre organele sunt capabile de divizare și auto-reproducere. Sunt atât de mici încât pot fi văzute doar cu un microscop electronic.

Miez

Nucleul este cel mai vizibil și, de obicei, cel mai mare organel al celulei. A fost studiat pentru prima dată în detaliu de Robert Brown în 1831. Nucleul asigură cele mai importante funcții metabolice și genetice ale celulei. Are formă destul de variabilă: poate fi sferică, ovală, lobată, lenticulară.

Nucleul joacă un rol important în viața celulei. O celulă din care a fost îndepărtat nucleul nu mai secretă o înveliș, nu mai crește și nu mai sintetizează substanțe. Produsele degradării și distrugerii se intensifică în ea, în urma cărora moare rapid. Formarea unui nou nucleu din citoplasmă nu are loc. Nucleele noi se formează numai prin fisiunea sau zdrobirea celui vechi.

Conținutul intern al nucleului este cariolimfa (sucul nuclear), care umple spațiul dintre structurile nucleului. Conține unul sau mai mulți nucleoli, precum și un număr semnificativ de molecule de ADN conectate la anumite proteine ​​- histone.

Structura nucleului

nucleol

Nucleolul, ca și citoplasma, conține în principal ARN și proteine ​​specifice. Funcția sa cea mai importantă este aceea că are loc în ea formarea ribozomilor, care realizează sinteza proteinelor în celulă.

aparate Golgi

Aparatul Golgi este un organoid care are o distribuție universală în toate tipurile de celule eucariote. Este un sistem cu mai multe niveluri de saci cu membrană plate, care se îngroașă de-a lungul periferiei și formează procese veziculare. Cel mai adesea este situat în apropierea nucleului.

aparate Golgi

Aparatul Golgi include în mod necesar un sistem de vezicule mici (vezicule), care sunt împletite din cisterne (discuri) îngroșate și sunt situate de-a lungul periferiei acestei structuri. Aceste vezicule joacă rolul unui sistem de transport intracelular al granulelor sectoriale specifice și pot servi ca sursă de lizozomi celulari.

Funcțiile aparatului Golgi constau și în acumularea, separarea și eliberarea produselor de sinteză intracelulară, a produselor de descompunere și a substanțelor toxice în afara celulei cu ajutorul bulelor. Produse ale activității sintetice a celulei, precum și diverse substanțe care intră în celulă din mediu inconjurator prin canalele reticulului endoplasmatic, sunt transportate în aparatul Golgi, se acumulează în acest organoid și apoi intră în citoplasmă sub formă de picături sau boabe și sunt fie folosite de celula însăși, fie sunt excretate. În celulele vegetale, aparatul Golgi conține enzime pentru sinteza polizaharidelor și materialul polizaharidic în sine, care este folosit pentru a construi peretele celular. Se crede că este implicat în formarea vacuolelor. Aparatul Golgi a fost numit după omul de știință italian Camillo Golgi, care l-a descoperit pentru prima dată în 1897.

Lizozomi

Lizozomii sunt vezicule mici, limitate de o membrană, a căror funcție principală este realizarea digestiei intracelulare. Utilizarea aparatului lizozomal are loc în timpul germinării semințelor plantei (hidroliza nutrienților de rezervă).

Structura lizozomului

microtubuli

Microtubulii sunt structuri supramoleculare membranare formate din globule proteice dispuse in siruri spiralate sau drepte. Microtubulii îndeplinesc o funcție predominant mecanică (motorie), oferind mobilitate și contractilitate organelelor celulare. Situate în citoplasmă, ele dau celulei o anumită formă și asigură stabilitatea aranjamentului spațial al organelelor. Microtubulii facilitează mișcarea organitelor către locații determinate de nevoi fiziologice celule. Un număr semnificativ dintre aceste structuri sunt situate în plasmalemă, în apropierea membranei celulare, unde sunt implicate în formarea și orientarea microfibrilelor de celuloză ale membranelor celulare vegetale.

Structura microtubulilor

Vacuole

Vacuola este cea mai importantă componentă celule vegetale. Este un fel de cavitate (rezervor) în masa citoplasmei, umplută cu o soluție apoasă saruri minerale, aminoacizi, acizi organici, pigmenți, carbohidrați și separat de citoplasmă printr-o membrană vacuolară - tonoplastul.

Citoplasma umple întreaga cavitate internă numai în cele mai tinere celule vegetale. Odată cu creșterea celulei, aranjarea spațială a masei inițial continue a citoplasmei se modifică semnificativ: în ea apar mici vacuole umplute cu seva celulară, iar întreaga masă devine spongioasă. Odată cu creșterea ulterioară a celulelor, vacuolele individuale se îmbină, împingând straturile citoplasmatice la periferie, ca urmare a faptului că există de obicei o vacuola mare în celula formată, iar citoplasma cu toate organitele sunt situate în apropierea membranei.

Compușii organici și minerali solubili în apă ai vacuolelor determină proprietățile osmotice corespunzătoare ale celulelor vii. Această soluție de o anumită concentrație este un fel de pompă osmotică pentru pătrunderea controlată în celulă și eliberarea de apă, ioni și molecule de metaboliți din aceasta.

În combinație cu stratul de citoplasmă și membranele sale, care se caracterizează prin proprietăți de semipermeabilitate, vacuola formează un sistem osmotic eficient. Determinați osmotic sunt indicatori ai celulelor vii ale plantelor, cum ar fi potențialul osmotic, forța de aspirație și presiunea turgenței.

Structura vacuolei

plastide

Plastidele sunt cele mai mari (după nucleu) organele citoplasmatice, inerente doar celulelor vegetale. Nu se găsesc numai în ciuperci. Plastidele joacă un rol important în metabolism. Ele sunt separate de citoplasmă printr-o membrană dublă cu membrană, iar unele dintre tipurile lor au un sistem bine dezvoltat și ordonat de membrane interne. Toate plastidele sunt de aceeași origine.

Cloroplaste- cele mai comune și mai importante plastide funcțional ale organismelor fotoautotrofe care realizează procese fotosintetice care duc în cele din urmă la formarea materie organicăși eliberarea de oxigen liber. Cloroplastele plantelor superioare au o structură internă complexă.

Structura cloroplastei

Dimensiunile cloroplastelor din diferite plante nu sunt aceleași, dar în medie diametrul lor este de 4-6 microni. Cloroplastele sunt capabile să se deplaseze sub influența mișcării citoplasmei. În plus, sub influența iluminării, se observă o mișcare activă a cloroplastelor de tip ameboid către sursa de lumină.

Clorofila este substanța principală a cloroplastelor. Datorită clorofilei plante verzi capabil să utilizeze energia luminoasă.

Leucoplaste(plastide incolore) sunt corpuri clar marcate ale citoplasmei. Dimensiunile lor sunt oarecum mai mici decât dimensiunile cloroplastelor. Mai uniforme și forma lor, apropiindu-se de sferic.

Structura leucoplastei

Se găsesc în celulele epidermei, tuberculi, rizomi. Când sunt iluminate, se transformă foarte repede în cloroplaste, cu o modificare corespunzătoare a structurii interne. Leucoplastele conțin enzime, cu ajutorul cărora amidonul este sintetizat din excesul de glucoză format în timpul fotosintezei, cea mai mare parte a cărora se depune în țesuturile sau organele de depozitare (tuberculi, rizomi, semințe) sub formă de boabe de amidon. La unele plante, grăsimile se depun în leucoplaste. Funcția de rezervă a leucoplastelor se manifestă ocazional prin formarea de proteine ​​de depozitare sub formă de cristale sau incluziuni amorfe.

Cromoplasteleîn majoritatea cazurilor sunt derivați ai cloroplastelor, ocazional - leucoplaste.

Structura cromoplastei

Maturarea maceselor, ardeilor, rosiilor este insotita de transformarea cloro- sau leucoplastelor celulelor pulpei in carotenoizi. Acestea din urmă conțin preponderent pigmenți plastidici galbeni - carotenoizi, care, la maturare, se sintetizează intens în ei, formând picături lipidice colorate, globule solide sau cristale. Clorofila este distrusă.

Mitocondriile

Mitocondriile sunt organite care se găsesc în majoritatea celulelor vegetale. Au o formă variabilă de bețe, boabe, fire. Au fost descoperite în 1894 de R. Altman folosind un microscop cu lumină, iar structura internă a fost studiată ulterior folosind unul electronic.

Structura mitocondriilor

Mitocondriile au o structură cu două membrane. Membrana exterioară este netedă, cea interioară formează excrescențe de diferite forme - tubuli în celulele plantei. Spațiul din interiorul mitocondriilor este umplut cu conținut de semi-lichid (matrice), care include enzime, proteine, lipide, săruri de calciu și magneziu, vitamine, precum și ARN, ADN și ribozomi. Complexul enzimatic al mitocondriilor accelerează activitatea unui mecanism complex și interconectat al reacțiilor biochimice, în urma căruia se formează ATP. În aceste organite, celulele sunt furnizate cu energie - energia legăturilor chimice ale nutrienților este transformată în legături de mare energie ale ATP în procesul de respirație celulară. În mitocondrii are loc descompunerea enzimatică a carbohidraților, acizilor grași și aminoacizilor odată cu eliberarea de energie și conversia ulterioară a acesteia în energie ATP. Energia acumulată este cheltuită pe procese de creștere, pe noi sinteze etc. Mitocondriile se reproduc prin diviziune și trăiesc aproximativ 10 zile, după care sunt distruse.

Reticulul endoplasmatic

Reticulul endoplasmatic - o rețea de canale, tubuli, vezicule, cisterne situate în interiorul citoplasmei. Deschis în 1945 de omul de știință englez K. Porter, este un sistem de membrane cu structură ultramicroscopică.

Structura reticulului endoplasmatic

Întreaga rețea este integrată într-un singur întreg cu membrana celulară exterioară a învelișului nuclear. Distingeți ER neted și aspru, purtător de ribozomi. Pe membranele EPS netede există sisteme enzimatice implicate în metabolismul grăsimilor și carbohidraților. Acest tip de membrană predomină în celulele semințelor bogate în substanțe de rezervă (proteine, carbohidrați, uleiuri), ribozomii sunt atașați de membrana ER granulară, iar în timpul sintezei unei molecule proteice, lanțul polipeptidic cu ribozomi este scufundat în canalul ER. Funcțiile reticulului endoplasmatic sunt foarte diverse: transportul de substanțe atât în ​​interiorul celulei, cât și între celulele învecinate; împărțirea celulei în secțiuni separate, în care diverse procese fiziologiceși reacții chimice.

Ribozomi

Ribozomii sunt organite celulare nemembranare. Fiecare ribozom este format din două particule de dimensiuni inegale și poate fi împărțit în două fragmente care continuă să păstreze capacitatea de a sintetiza proteine ​​după combinarea într-un ribozom întreg.

Structura ribozomului

Ribozomii sunt sintetizați în nucleu, apoi îl părăsesc, trecând în citoplasmă, unde sunt atașați de suprafața exterioară a membranelor reticulului endoplasmatic sau sunt localizați liber. În funcție de tipul de proteină sintetizată, ribozomii pot funcționa singuri sau se pot combina în complexe - poliribozomi.

După structura lor, celulele tuturor organismelor vii pot fi împărțite în două secțiuni mari: organisme nenucleare și organisme nucleare.

Pentru a compara structura unei celule vegetale și animale, trebuie spus că ambele aceste structuri aparțin supra-regnului eucariotelor, ceea ce înseamnă că ele conțin o membrană membranară, un nucleu format morfologic și organele pentru diverse scopuri.

In contact cu

	vegetal	Animal
Metoda de hrănire	autotrof	Heterotrof
perete celular	Este situat în exterior și este reprezentat de o înveliș de celuloză. Nu își schimbă forma	Se numește glicocalix - un strat subțire de celule de natură proteică și carbohidrată. Structura își poate schimba forma.
Centrul de celule	Nu. Poate apărea numai la plantele inferioare	Mânca
Divizia	Se formează o partiție între structurile copil	Se formează o constrângere între structurile copil
Rezervați carbohidrați	Amidon	Glicogen
plastide	Cloroplaste, cromoplaste, leucoplaste; diferă unele de altele în funcție de culoare	Nu
Vacuole	Cavități mari care sunt umplute cu seva celulară. Conține un numar mare de nutrienți. Asigurați presiunea turgenței. Sunt relativ puțini dintre ei în cușcă.	Numeroase mici digestive, în unele - contractile. Structura este diferită de vacuolele vegetale.

Caracteristicile structurale ale celulei vegetale:

Caracteristicile structurale ale unei celule animale:

Scurtă comparație a celulelor vegetale și animale

Ce decurge din aceasta

1. Asemănarea fundamentală în caracteristicile structurii și compoziției moleculare a celulelor vegetale și animale indică relația și unitatea originii lor, cel mai probabil din organismele acvatice unicelulare.
2. Ambele tipuri conțin multe elemente ale Tabelului Periodic, care există în principal sub formă de compuși complecși de natură anorganică și organică.
3. Totuși, ceea ce este diferit este că în procesul de evoluție aceste două tipuri de celule s-au separat departe unul de celălalt, deoarece de diferite efecte adverse ale mediului extern, au metode de protecție complet diferite și au, de asemenea, moduri diferite de hrănire unul față de celălalt.
4. Celula vegetală se deosebește în principal de celula animală printr-o înveliș puternică alcătuită din celuloză; organite speciale - cloroplaste cu molecule de clorofilă în compoziția lor, cu ajutorul cărora efectuăm fotosinteza; și vacuole bine dezvoltate, cu aport de nutrienți.

Teoria celulei. Structuri celulare: citoplasmă, membrană plasmatică, EMF, ribozomi, complex Golgi, lizozomi

Celulă- unitatea elementară a unui sistem viu. Funcțiile specifice din celulă sunt distribuite întreorganele- structuri intracelulare. În ciuda varietății formelor, celulele tipuri diferite sunt izbitor de similare în principalele lor caracteristici structurale.

teoria celulei

Pe măsură ce microscoapele s-au îmbunătățit, au apărut din ce în ce mai multe informații noi despre structura celulară a organismelor vegetale și animale.

Odată cu apariția metodelor fizice și chimice de cercetare în știința celulei, a fost dezvăluită o unitate uimitoare în structura celulelor diferitelor organisme și s-a dovedit legătura inseparabilă dintre structura și funcția lor.

Prevederi de bază ale teoriei celulare

1. Celula este unitatea de bază a structurii și dezvoltării tuturor organismelor vii.
2. Celulele tuturor organismelor unicelulare și multicelulare sunt similare ca structură, compoziție chimică, principala manifestare a activității vitale și a metabolismului.
3. Celulele se reproduc prin divizare.
4. În organismele multicelulare, celulele sunt specializate în funcțiile lor și formează țesuturi.
5. Organele sunt alcătuite din țesuturi.

Ca confirmare a unora dintre prevederile de mai sus ale teoriei celulare, vom numi trăsăturile comune caracteristice celulelor animale și vegetale.

Caracteristici comune ale celulelor vegetale și animale

1. Unitatea sistemelor structurale - citoplasmă și nucleu.
2. Asemănarea proceselor metabolice și energetice.
3. Unitatea principiului codului ereditar.
4. Structura membranei universale.
5. Unitatea compoziției chimice.
6. Asemănarea procesului de diviziune celulară.

Tabel: Caracteristici distinctive ale celulelor vegetale și animale

semne	celula plantei	celulă animală
plastide	Cloroplaste, cromoplaste, leucoplaste	Absent
Metoda de hrănire	Autotrof (fototrof, chimiotrof).	Heterotrof (saprotrof, chimiotrofic).
sinteza ATP	În cloroplaste, mitocondrii.	În mitocondrii.
Defalcarea ATP		În cloroplaste și în toate părțile celulei unde este nevoie de energie.
Centrul de celule	la plantele inferioare.	În toate celulele.
Peretele celular de celuloză	Situat în afara membranei celulare.	Absent.
Includere	Rezervă nutrienții sub formă de boabe de amidon, proteine, picături de ulei; în vacuole cu seva celulară; cristale de sare.	Rezervă nutrienții sub formă de cereale și picături (proteine, grăsimi, glicogen carbohidrat); produse finale ale metabolismului, cristale de sare; pigmenti.
Vacuole	Cavități mari umplute cu seva celulară - o soluție apoasă de diferite substanțe care sunt produse de rezervă sau produse finite. Rezervoare osmotice ale celulei.	Vacuole contractile, digestive, excretoare. De obicei mici.

Valoarea teoriei: dovedește unitatea originii tuturor organismelor vii de pe Pământ.

Structuri celulare

Figura: Schema structurii celulelor animale și vegetale

Tabel: Organele celulare, structura și funcțiile lor

Organele	Structura	Funcții
Citoplasma	Situat între membrana plasmatică și nucleu, include diverse organite. Spațiul dintre organele este umplut cu citosol - o soluție apoasă vâscoasă de diferite săruri și substanțe organice, impregnată cu un sistem de filamente proteice - citoscheletul.	Majoritatea proceselor chimice și fiziologice ale unei celule au loc în citoplasmă. Citoplasma unește toate structurile celulare într-un singur sistem, oferă o relație pentru schimbul de substanțe și energie între organitele celulei.
membrana celulară exterioară	Un film ultramicroscopic format din două straturi monomoleculare de proteine ​​și un strat bimolecular de lipide situat între ele. Integritatea stratului lipidic poate fi întreruptă de molecule proteice numite „pori”.	Izolează celula de mediu, are permeabilitate selectivă, reglează procesul de intrare a substanțelor în celulă; asigură schimbul de substanțe și energie cu mediul extern, promovează conectarea celulelor în țesuturi, participă la pinocitoză și fagocitoză; reglează echilibrul hidric al celulei și elimină produsele finale ale activității vitale din aceasta.
Reticul endoplasmatic (RE)	Sistem ultramicroscopic de membrane care formează tubuli, tubuli, cisterne, vezicule. Structura membranelor este universală (la fel ca și cea exterioară), întreaga rețea este integrată într-un singur întreg cu membrana exterioară a învelișului nuclear și membrana celulară exterioară. ES granular poartă ribozomi, în timp ce ES neted îi lipsește.	Asigură transportul substanțelor, atât în ​​nutria celulei, cât și între celulele învecinate. Împarte celula în secțiuni separate în care au loc simultan diferite procese fiziologice și reacții chimice. ES granular este implicat în sinteza proteinelor. În canalele ES se formează molecule de proteine ​​complexe, se sintetizează grăsimile și se transportă ATP.
Ribozomi	Organele mici sferice compuse din ARNr și proteine.	Proteinele sunt sintetizate pe ribozomi.
aparate Golgi	Organele microscopice cu o singură membrană, constând dintr-un teanc de cisterne plate, de-a lungul marginilor cărora se ramifică tubuli, separând vezicule mici.	ÎN sistem comun membranele oricăror celule - cel mai mobil și mai schimbător organel. În rezervoare se acumulează produsele sintezei de degradare și substanțele care au intrat în celulă, precum și substanțele care sunt excretate din celulă. Ambalate în vezicule, ele intră în citoplasmă: unele sunt folosite, în timp ce altele sunt excretate.
Lizozomi	Organele microscopice rotunjite cu o singură membrană. Numărul lor depinde de activitatea vitală a celulei și a acesteia stare fiziologică. Lizozomii conțin enzime de lizare (dizolvare) sintetizate pe ribozomi.	Digestia alimentelor care au intrat în celula animală în timpul fagocitozei și pinocitozei. functie de protectie. În celulele oricăror organisme, se realizează autoliza (autodizolvarea organelelor), în special în condiții de foamete de hrană sau de oxigen, coada se rezolvă la animale. La plante, organelele se dizolvă în timpul formării țesutului de plută al vaselor de lemn.

Concluziile cursului

1. O realizare importantă a științei biologice este formarea de idei despre structura și viața celulei ca unitate structurală și funcțională a corpului.
2. Știința care studiază celula vie în toate manifestările ei se numește citologie.
3. Primele etape ale dezvoltării citologiei ca domeniu de cunoaștere științifică au fost asociate cu lucrările lui R. Hooke, A. Leeuwenhoek, T. Schwann, M. Schleiden, R. Virchow, K. Baer. Rezultatul activităților lor a fost formularea și dezvoltarea principalelor prevederi ale teoriei celulare.
4. O varietate de structuri celulare sunt direct implicate în procesele de activitate vitală celulară.
5. Citoplasma asigură activitatea tuturor structurilor celulare ca un singur sistem.
6. Membrana citoplasmatică asigură selectivitatea de transfer a substanțelor din celulă și o protejează de mediul extern.
7. În rezervoarele Aparatului Golgi se acumulează produsele sintezei și degradarii substanțelor care intră în celulă, precum și substanțele care sunt excretate din celulă.
8. Lizozomii descompun substanțele care intră în celulă.

Întrebări pentru autocontrol

1. Folosind cunoștințele despre teoria celulară, dovediți unitatea originii vieții pe Pământ.
2. Care sunt asemănările și diferențele în structura celulelor vegetale și animale?
3. Cum este legată structura membranei celulare de funcțiile sale?
4. Cum este absorbția activă a substanțelor de către celulă?
5. Care este relația dintre ribozomi și ES?
6. Care sunt structura și funcțiile lizozomilor dintr-o celulă?

După cum am discutat deja în subiectul „“, există organite care fac parte din celulele oricăror organisme, există organele care sunt inerente celulelor doar din anumite regate (celule vegetale, animale, fungice și bacteriene).

Structura unei celule animale

Principalul nutrient al celulelor animale este .

Organele majore celule animale:

1. - stocarea si transmiterea informatiilor ereditare. Există celule animale multinucleate, de exemplu, celule; Există și cele non-nucleare, de exemplu, .
2. - protectia, mentinerea formei, transportul activ si pasiv al substantelor.
3. Citoplasma- mediul lichid intern al oricărei celule, conține toate organitele,.
   

   De asemenea, este de dorit să cunoașteți termenul „ hialoplasma" este citoplasma fără organele, adică. porțiune lichidă a citoplasmei.

   Rolul cel mai important al citoplasmei este unificarea tuturor structurilor (componentelor) celulare și asigurarea interacțiunii lor chimice. Îndeplinește alte funcții, în special suporturi turgență(presiune internă) celule.

   O serie de reacții biochimice importante au loc în hialoplasmă, în special, se realizează - cel mai vechi proces filogenetic de eliberare de energie

4. (reticulul endoplasmatic) - acesta este "scheletul" intern al celulei, iar asigurarea transportului de nutrienți, în cazul EPS aspre - aceasta este sinteza proteinelor,.
5. - „sortează” proteinele, elimină substanțele produse de EPS, formează lizozomi.
6. - organele digestive ale celulei.
7. - „stația energetică” a celulei.
8. - producția de proteine.
9. Centrul celular (centrioli) Este un organel care se găsește numai în celulele animale.
   Acest organel a fost studiat relativ recent, deoarece în (lungimea microtubulilor 0,2 - 0,6 microni) se vedea, dar structura a putut fi studiată doar cu ajutorul Microtubulilor sunt interconectați prin legături proteice - așa sunt ținute împreună.

Într-o celulă, centriolii sunt de obicei localizați în apropierea nucleului, tubulii înșiși sunt într-un mediu proteic ușor compactat - matrice. Un astfel de sistem se numește centru celular.

Principalele funcții ale centrului celular- participarea la diviziunea celulară, funcțiile microtubulilor- formare citoschelet celulele... Când începe procesul de profază de mitoză, se formează fus de fisiuneși ajută cromozomii să se deplaseze la diferiți poli ai celulei - ei joacă rolul unui fel de șină.

Figurile arată o imagine schematică și tridimensională a celulelor animale și vegetale cu localizarea organelelor și incluziunile în ele.

Figura 10 - Scheme ale structurii unei celule animale.

Citoplasma unei celule conține o serie de structuri minuscule care îndeplinesc o varietate de funcții. Aceste structuri celulare delimitate de membrane se numesc organele. Nucleul, mitocondriile, lizozomii, cloroplastele sunt organite celulare. Organelele pot fi separate de citosol printr-o membrană cu un singur sau dublu strat.

Funcția principală a membranei este aceea că diferite substanțe se deplasează prin ea de la celulă la celulă. Astfel, se realizează schimbul de substanțe între celule și substanță intercelulară. Celula vegetală are, de asemenea, un perete celular rigid deasupra membranei. Pereții celulari ai celulelor învecinate sunt separați de o placă de mijloc, iar pentru implementarea metabolismului în pereții celulari există un sistem de găuri - plasmodesmul.

Figura 11 prezintă diagrame ale unei celule vegetale.

Figura 11 - Scheme ale structurii unei celule vegetale

ASA DE, Organele principale ale celulelor animale și vegetale:

nucleu și nucleol; ribozomi; reticul endoplasmatic (RE), aparat Golgi, lizozomi, vacuole, mitocondrii, plastide, centru celular (centrioli)

Citoplasma este un mediu intern semi-lichid al celulelor, limitat de membrana plasmatică, în care nucleu și alte organite. Cel mai important rol al citoplasmei este de a uni toate structurile (componentele) celulare și de a asigura interacțiunea chimică a acestora. Aici sunt, de asemenea, concentrate diverse includere(formațiuni temporare) - care conțin deșeuri insolubile ale proceselor metabolice și nutrienți de rezervă, produse ale activității celulare, vacuole, cele mai subțiri tuburi și fire care formează scheletul celulei. Este format din tot felul de substanțe organice și anorganice. Substanța principală a citoplasmei conține o cantitate semnificativă de proteine ​​și apă. În ea au loc principalele procese metabolice, asigură interconectarea nucleului și a tuturor organitelor și activitatea celulei ca un singur sistem viu integral. Citoplasma se mișcă constant, curgând în interiorul unei celule vii, mișcând cu ea diverse substanțe, incluziuni și organite. Această mișcare se numește cicloză.

Miez- o componentă esențială a celulei eucariote. Controlează și gestionează activitatea celulei, stochează și transmite informații genetice.

Structura nucleului este aceeași pentru toate celulele. Nucleul are de obicei 3 până la 10 µm în diametru. Conține ADN, care, împreună cu proteine ​​- histonele formează complexe. cromozomii observate la microscop optic în timpul diviziunii celulare. Cromozomii (greacă „chroma” - vopsea, „soma” - corp) poartă informații genetice despre structura celulei și activitatea sa fiziologică.

Figura 12 - Structura nucleului celular

Conținutul nucleului este separat de citoplasmă de membrana nucleară, care constă din două membrane strâns distanțate, între care există un spațiu îngust umplut cu o substanță semi-lichidă. Din când în când, ambele membrane se contopesc una cu alta, formând pori nucleari prin care are loc schimbul. diverse substanțeîntre nucleu și citoplasmă: moleculele de ARNm și ARNt care sunt implicate în sinteza diferitelor proteine ​​părăsesc nucleu, iar proteinele sintetizate în citoplasmă intră. Conținutul intern al nucleului este sucul nuclear - carioplasmă (greacă "karyon" - nucă, miez de nucă), conține unul sau mai mulți nucleoli și o cantitate semnificativă de proteine, ARN și ADN (99% din totalul ADN-ului celular), din care se formează cromozomii.

nucleol- acesta este locul de asamblare al ribozomilor din proteinele ribozomale și ADN-ul ribozomal sintetizat în citoplasmă (pot fi unul sau mai mulți). Este situat în interiorul nucleului și nu are propriul înveliș de membrană. Funcția principală este sinteza ribozomilor. Nucleolul conține proteine ​​implicate în aceste procese.

Ribozomi- organele nemembranare. Este cel mai important organel al unei celule vii, de formă sferică sau ușor elipsoidală, cu un diametru de 15–20 nm, format din subunități mari și mici.

Figura 13 - Structura și schema ribozomului

Ribozomii se găsesc în celulele tuturor organismelor. Sunt compuse din proteine ​​și ARN. Fiecare subunitate constă din câteva zeci de proteine. Proteinele din ribozom sunt ținute pe o schelă constând din ARN ribozomal.

Ribozomii servesc la biosinteza proteinelor din aminoacizi conform unui model dat pe baza informațiilor genetice furnizate de ARN-ul mesager sau ARNm. Există, de asemenea, ARN de transfer - ARNt, care furnizează aminoacizii necesari pentru a alcătui lanțul peptidic. ARN-ul de transfer intră în ribozom, legându-se complementar de codonul ARNm, apoi are loc o reacție în care reziduurile de aminoacizi se leagă între ele și ARNt-ul este îndepărtat. „Dicționarul” pentru traducerea din limbajul nucleotidelor în limbajul aminoacizilor se numește cod genetic.

Figura 14 - Schema biosintezei proteinelor

Uneori, acest proces este efectuat nu de un ribozom, ci de un întreg grup de ribozomi (un astfel de grup se numește polizom).

Figura 15 - Polizom

Ribozomii din nucleol intră (prin porii din învelișul nuclear) în membrane reticul endoplasmatic (RE) - un sistem de tubuli și cavități interconectate de diverse forme și dimensiuni, în contact cu toate organitele celulei.

Există două tipuri de ER - aspru și neted: pe ER aspru (sau granular) există mulți ribozomi care realizează sinteza proteinelor. Ribozomii conferă membranelor un aspect aspru.Membranele EPS netede nu poartă ribozomi pe suprafața lor, conțin enzime pentru sinteza și descompunerea carbohidraților și lipidelor. Smooth arată ca un sistem de tuburi subțiri și rezervoare.

ribozomi

Figura 16 - Reticulul endoplasmatic a) aspru;

b) aspru la vârf, neted dedesubt

Produsele de sinteză (proteine, grăsimi și carbohidrați) formate în canalele și cavitățile EPS sunt transportate către aparate Golgi.

Complexul Golgi- acesta este un organel celular, a cărui bază este o membrană netedă care formează pachete de rezervoare aplatizate,

stivuite, și bule mari și mici situate la capetele cavităților.

Figura 17 - Aparatul Golgi

Toate substanțele care intră în aparatul Golgi se acumulează, iar apoi sub formă de vezicule mari și mici pătrund în citoplasmă, la organele celulare, unde sunt consumate sau excretate din celulă.

Figura 18 - Micrografie a aparatului Golgi.

Odată cu formarea de proteine, grăsimi și carbohidrați etc., ER al celulei produce substanțe specifice de natură proteică - enzime, care, acumulându-se în aparatul Golgi, sunt eliberate sub formă lizozomi - corpuri mici rotunde. Lizozomi (greacă „Lizeo” - dizolv, „Soma” - corp) - cele mai mici formațiuni membranare, care sunt bule cu un diametru de 0,5 microni, conțin enzime care descompun proteinele, carbohidrații, grăsimile și acizii nucleici. Lizozomii sunt implicați în descompunerea vechilor „părți” ale celulei,

celule întregi și organe individuale. De exemplu, dispariția cozii în mormolocul broaștei are loc sub acțiunea enzimelor lizozomale.

Bulele de apă eliberate din aparatul Golgi se îndreaptă spre vacuole.

Vacuole- organele membranare, care sunt rezervoare de apă și compuși dizolvați în ea. În celulele vegetale, vacuolele reprezintă până la 90% din volum, în timp ce celulele animale au vacuole temporare care ocupă nu mai mult de 5% din volumul lor.

Vacuole

Figura 19 - Vacuole într-o celulă

Vacuolele celulelor plantelor mențin presiunea turgenței și furnizează apă utilizată în fotosinteză.

EPS, aparatul Golgi, lizozomii și vacuolele constituie un sistem ale cărui elemente individuale pot trece unul în celălalt în timpul rearanjarii și modificării funcțiilor membranelor.

Figura 20 - Sistemul de formare și eliberare a substanțelor prin EPS și aparatul Golgi.

Citoplasma majorității celulelor vegetale și animale conține „stații energetice” - mitocondriile.

Mitocondriile sunt în formă de tijă, filiforme sau formă sferică aproximativ 1 µm în diametru și aproximativ 7 µm lungime. Mitocondriile (greacă „mitos” - fir, „condrion” - cereale, granule) sunt clar vizibile la microscopul luminos, au o membrană exterioară netedă și o membrană interioară cu numeroase pliuri - cristae, în care sunt încorporate enzime, implicate în transformarea energiei nutrienților care intră în celulă în energia moleculelor ATP. Numărul de cristae (lat. „crista” - pieptene, excrescență) nu este același în diferite mitocondrii ale celulelor. Pot exista de la câteva zeci la câteva sute și chiar mii: cu cât o anumită celulă costă mai multe energie, cu atât conține mai multe mitocondrii. Spațiu interior Mitocondriile sunt umplute cu o substanță omogenă numită matrice. Substanța matricei este mai densă decât cea care înconjoară mitocondriile.

Matricea conține catene de ADN și ARN, precum și ribozomi, care asigură mitocondriilor auto-reînnoirea prin fisiune. Mitocondriile sunt strâns asociate cu membranele reticulului endoplasmatic, ale căror canale se deschid adesea direct în mitocondrie.

Numărul de mitocondrii se modifică în procesul de dezvoltare individuală a organismului (ontogeneză): în celulele tinere în creștere și în diviziune sunt mult mai multe decât în ​​cele în vârstă.

Figura 21 - Mitocondrii

Citoplasma celulelor vegetale conține plastide , celulele animale nu le au. Există trei tipuri principale de plastide: leucoplaste, cromoplaste și cloroplaste. Ei au Culori diferite. Leucoplastele incolore se găsesc în citoplasma celulelor părților necolorate ale plantelor: tulpini, rădăcini, tuberculi. De exemplu, există multe dintre ele în tuberculii de cartofi, în care se acumulează boabele de amidon. Cromoplastele se găsesc în citoplasma florilor, fructelor, tulpinilor și frunzelor. Cromoplastele asigură culoarea galbenă, roșie, portocalie a plantelor. Cloroplastele verzi se găsesc în celulele frunzelor, tulpinilor și altor părți ale plantelor, precum și într-o varietate de alge. Cloroplastele au o dimensiune de 4-6 µm și adesea au o formă ovală. La plantele superioare, o celulă conține câteva zeci de cloroplaste.

Figura 22 - Plastide

Cloroplastele verzi sunt capabile să se transforme în cromoplaste, motiv pentru care frunzele devin galbene toamna, iar roșiile verzi devin roșii când sunt coapte. Leucoplastele se pot transforma în cloroplaste (înverzirea tuberculilor de cartofi la lumină). Astfel, cloroplastele, cromoplastele și leucoplastele sunt capabile de tranziție reciprocă.

Funcția principală a cloroplastelor este fotosinteza, adică. în cloroplaste în lumină, substanţele organice sunt sintetizate din substanţe anorganice datorită transformării energie solaraîn energia moleculelor de ATP. Cloroplastele plantelor superioare au dimensiunea de 5-10 microni și seamănă cu o lentilă biconvexă. Fiecare cloroplast este înconjurat de o membrană dublă cu permeabilitate selectivă. În exterior, există o membrană netedă, iar interiorul are o structură pliată. Unitatea structurală principală a cloroplastei este tilacoidul, un sac plat cu două membrane care joacă un rol principal în procesul de fotosinteză. Membrana tilacoidă conține proteine ​​similare proteinelor mitocondriale care sunt implicate în lanțul de transfer de electroni. Tilacoizii sunt aranjați în stive asemănătoare cu stive de monede (de la 10 la 150) și numite grana. Grana are o structură complexă: în centru se află clorofila, înconjurată de un strat de proteine; apoi există un strat de lipoide, iarăși proteine ​​și clorofilă.

Fiecare cloroplast conține aproximativ 50 de boabe aranjate într-un model de șah. Membranele care formează tilacoizii conțin enzime care captează lumina solară și sintetizează ATP. Mediu intern Cloroplasta conține enzime care sintetizează substanțe organice folosind energia ATP. . Fiecare cloroplastă conține ADN și ribozomi și este capabilă de diviziune autonomă, la fel ca mitocondriile. Culoarea verde a cloroplastelor se datorează conținutului de pigment clorofilă din acestea, care are o structură chimică complexă. Un cloroplast viu și funcțional conține până la 75% apă.

Figura 23 - Cloroplast

Mărimea, forma mitocondriilor și cloroplastelor, prezența ADN-ului dublu catenar și a propriilor ribozomi în ele le fac să semene cu celule bacteriene. Pe baza acestei asemănări, există o teorie a originii simbiotice a celulei eucariote, conform căreia se crede că strămoșii mitocondriilor și cloroplastelor moderne au fost cândva organisme procariote independente.

Centrul de celule joacă un rol excepțional în organizarea citoscheletului: numeroși microglomeruli citoplasmatici se depărtează de acesta în toate direcțiile. În centrul centrului celulei sunt doi centrioli. Fiecare centriol este un cilindru (0,3 μm lungime și 0,1 μm în diametru) în jurul căruia sunt situate nouă triplete de microtubuli. Centriolii formează perechi, ale căror membri sunt situate în unghi drept unul față de celălalt. Înainte de diviziunea celulară, membrii perechii diverg către poli opuși, iar lângă fiecare dintre ei apare un centriol fiică. Din centrioli localizați la diferiți poli ai celulei, microtubuli paraleli se extind unul spre celălalt, formând un fus mitotic, care contribuie la distribuirea uniformă a materialului genetic între celulele fiice. O parte din firele fusului este atașată de cromozomi. Cu toate acestea, centriolii nu se găsesc în toate celulele cu un centru celular. Nu sunt prezente nici la plantele superioare.

Figura 24 - a) centriol cu ​​9 triplete de microtubuli;

b) o pereche de centrioli: 1 - materna; 2 - copil

Pe lângă diverse organele, celula are diverse includere - formațiuni nepermanente care fie apar, fie dispar. Incluziunile sunt produse ale metabolismului și sunt localizate în principal în citoplasma celulei sub formă de granule, boabe, picături și cristale. Lipoizii se depun sub forma de picaturi mici, polizaharide - sub forma de granule (boabe de amidon, granule de glicogen); compuși proteici sunt depuse mai rar (tot sub formă de granule, există bile, bastoane, farfurii), sunt în ouă, ficat, în citoplasma protozoarelor și a multor alte animale. Incluziunile celulare includ unii pigmenți (lipofucină, care se formează în principal în timpul îmbătrânirii corpului; lipocromi localizați în ovare și glandele suprarenale; retinină, care face parte din violetul vizual; hemoglobina din sânge; melanina pielii și alți pigmenți). Există și incluziuni secretoare, mai des localizate în celulele glandulare: pot fi proteine, zaharuri, lipoproteine ​​etc.

6 Nutriția celulei. Fagocitoză și pinocitoză.

Orice celula vie Mănâncă, adică captează nutrienții din mediul extern (sub formă de molecule individuale sau grupuri mari de molecule - particulele alimentare, uneori chiar mai mici celule întregi) și folosește aceste substanțe într-un fel sau altul.

Sunt doar două fundamentale diverse opțiuni utilizarea nutrienților.

1. Moleculele nutritive pot fi folosite pentru a construi alte molecule care îndeplinesc anumite funcții în viața celulei, de exemplu, molecule care alcătuiesc membrana celulară. Această utilizare a nutrienților de către celulă se numește asimilare.

2. O altă opțiune este obținerea energiei, care este apoi eliberată și utilizată de celulă, de exemplu, pentru mișcare sau pentru captarea de noi particule de hrană. Acest tip de utilizare se numește disimilare.

Pentru transportul apei și al diverșilor ioni în membrana celulara sunt pori prin care ei pasiv intra in celula. În plus, există transfer activ substanțe în celulă cu ajutorul proteinelor speciale care alcătuiesc membrana plasmatică. De asemenea, se realizează pe baza proceselor de fagocitoză și pinocitoză.

Fagocitoză("phagos" - "devorator", "cytos" - "celula") - nutriția celulei cu particule alimentare relativ mari (inclusiv alte celule). Tabloul general al fagocitozei este prezentat în fig. 9.

Figura 9 - Fagocitoză. Pinocitoza. Endocitoza receptorilor

O particulă de hrană care trece pe lângă celulă atinge membrana și se lipește de ea. Membrana de sub ea se îndoaie, acoperind particula din toate părțile. Ca rezultat, se formează o bule de membrană cu o particulă în interior - vacuola digestivă. Se desprinde de membrană și înoată adânc în citoplasmă. Acolo se contopește cu o altă bulă ( lizozom primar separat de complexul Golgi. Balonul - rezultatul acestei fuziuni - se numește lizozom secundar. După aceea, particulele alimentare începe să se dizolve. După 20 de minute, în interiorul lizozomului secundar sunt vizibile doar câteva bucăți mici fără formă, din anumite motive „nu au vrut” să se dizolve. Apoi, lizozomul secundar înoată până la membrana celulară și se contopește cu aceasta, aruncând aceste „bucăți” din celulă (Figura 20).

O altă opțiune, mult mai acceptabilă pentru animalele multicelulare, este aceea că lizozomul secundar aruncă reziduurile nedigerate într-un mediu special. vacuola de acumulare pentru „depozitare perpetuă”.

Toate aceste transformări uimitoare apar datorită activității moleculelor speciale. Molecule speciale ale membranei celulare ( receptori), asigură aderența particulei alimentare la membrană și formarea vacuolei digestive. Receptorii sunt molecule de pe membrana celulară care pot recunoaște alte molecule ( liganzi), și rămâneți ferm de ele. O particulă care a atins membrana se lipește dacă pe suprafața ei există liganzi pentru unii receptori disponibili pe suprafața celulei (de obicei există aproximativ 100 de tipuri diferite de receptori pe membrană și fiecare dintre ei „recunoaște” un anumit ligand).

În cazul în care celula a capturat o altă celulă mică prin fagocitoză, lizozomul primar aduce molecule speciale din complexul Golgi ( enzime digestive) care pot „taia” molecule mari (polimeri) în bucăți. Din acest motiv, organelele celulei capturate se „destrăma” în molecule mici separate. Membrana lizozomului secundar mai conține proteine ​​purtătoare, care sunt capabili să transfere aceste molecule mici prin membrană în citoplasma celulei.

Pinocitoza (greacă „pino” - a bea) este procesul de captare și absorbție a picăturilor de lichid cu substanțe dizolvate în ea. Pinocitoza seamănă cu fagocitoza, dar fagocitoza este răspândită la animale, iar pinocitoza este efectuată atât de organisme vegetale, cât și de animale.

Peretele celular al plantelor, bacteriilor și cianobacteriilor previne fagocitoza și, prin urmare, practic nu au fagocitoză.

Indiferent cât de asemănătoare sunt celulele animale și vegetale, există diferențe semnificative între ele. Principala diferență este absența în celula vegetală a centrului celular cu centrioli, care este prezent în celula animală, și a vacuolelor cu apă, care ocupă un spațiu suficient de mare în celulă și asigură turgul plantei cu aceasta.

O diferență semnificativă între aceste celule este prezența în celula vegetală a cloroplastelor, care asigură fotosinteza plantelor și alte funcții.

În figură, puteți găsi cu ușurință diferențele dintre celulele animale și cele vegetale.

Figura 25 - Diferențele dintre celulele animale și cele vegetale

Tabelul 2 prezintă caracteristicile distinctive ale celulelor vegetale și animale.

Tabelul 3 - Caracteristici distinctive ale celulelor vegetale și animale

TEMA: NIVEL ȚESUTULUI

Nivelul de țesut este reprezentat de țesuturi care combină celule cu o anumită structură, dimensiune, locație și funcții similare. Țesuturile au apărut în cursul dezvoltării istorice împreună cu multicelularitatea. În organismele multicelulare, ele se formează în timpul ontogenezei ca rezultat al diferențierii celulare. La animale se disting mai multe tipuri de țesuturi (epiteliale, conjunctive, musculare, nervoase, precum și sânge și limfa). La plante se disting tesuturile meristematice, protectoare, bazice si conductoare. La acest nivel are loc specializarea celulară.

Funcțiile îndeplinite de un organism animal sunt foarte diverse, prin urmare celulele din acesta sunt construite diferit. După trăsăturile externe sau morfologice, se pot distinge grupuri omogene de celule din care corpul este, parcă, țesut; de aici a venit numele țesutului, adică diverse grupuri de celule. Fiecare grup de celule omogene îndeplinește o funcție specifică și are calități speciale inerente numai acestuia.

Niciunul dintre țesuturi nu este un grup independent, izolat de celule omogene. Doar cu cea mai apropiată muncă a tuturor celulelor ca părți ale întregului organism este posibilă viața lor.

Pe baza caracteristicilor structurii și funcției celulelor, se disting următoarele țesuturi: epiteliale, conjunctive, musculare și nervoase.

1. Țesut epitelial.

tesut epitelial , sau epiteliu, caracterizat prin faptul că celulele sunt situate în el în rânduri întregi, unul lângă altul. Epiteliul este foarte frecvent într-un organism complex. Acoperă suprafața corpului animalului, cavitățile și organele care îndeplinesc diferite roluri fiziologice în organism. Epiteliul protejează țesuturile interne și este posibil să pătrundă în aceste țesuturi doar prin spargerea epiteliului.

Semnificația funcțională a epiteliului este diversă și este construit diferit în diferite părți ale corpului. Acolo unde celulele epiteliale sunt dispuse pe un rând, se numește un singur strat; unde rândurile de celule sunt stratificate unul peste celălalt - mai multe straturi.

Există epiteliu cilindric cu un singur strat, care, la rândul său, este împărțit în epiteliu ciliat, mărginit și glandular, precum și stratificat.

Epiteliul ciliat acoperă tractul respirator, oviducte și se caracterizează prin prezența unor filamente mobile subțiri la capătul liber al celulelor numite cili. Se mișcă în mod constant într-o singură direcție, în urma căreia sputa, diferite particule străine sunt eliberate din tractul respirator, iar în oviducte, celula de ou se deplasează în uter.

Epiteliul limbic sau intestinal acoperă suprafața interioară a intestinului. La capătul liber al celulelor acestui epiteliu există un dispozitiv special - o margine, sau cuticulă, cu ajutorul căreia nutrienții dizolvați în apă sunt absorbiți în pereții intestinali.

Epiteliul glandular se găsește în principal în glande. Celulele epiteliului glandular secretă un fluid special numit secret. Forma și structura celulelor glandulare sunt foarte diverse, la fel ca și secretul pe care îl secretă.

Epiteliul stratificat, în funcție de forma celulelor, se împarte în: 1) stratificat cilindric, care este rar, în principal în canalele excretoare ale glandelor; 2) tranziție multistrat, caracterizată prin extensibilitate ridicată și cavități de căptușeală care își modifică foarte mult volumul (de exemplu, o cavitate Vezica urinara); 3) scuamoase stratificate, formate din celule plate care devin cheratinizate. Acoperă exteriorul corpului animalului, căptușește interiorul unui număr de organe (cavitatea bucală, faringe, esofag etc.), fiind un epiteliu protector.

2. Tesuturi conjunctive

Figura 26 - Structura țesutului conjunctiv dens: 1 - fibre de colagen; 2 - miez; 3 - celule: 4 - fibre de elastina

Țesuturile conjunctive sunt distribuite pe tot corpul. Ele conectează diferite părți ale corpului între ele. Țesuturile conjunctive sunt împărțite în două grupe principale: țesuturi nutritive (trofice) și țesuturi de susținere (mecanice).

Sângele și limfa, prin origine, aparțin grupului trofic al țesutului conjunctiv. Sângele este format din plasmă și elemente formate.

Plasma este partea lichidă a sângelui și constă din apă, substanțe anorganice și organice. Unele dintre ele sunt materiale nutritive pentru celule, altele sunt produse metabolice care trebuie eliminate din organism.

În sângele din afara corpului, plasma se coagulează, iar o substanță proteică, fibrina, formează un cheag de sânge. Capacitatea sângelui de a forma un tromb previne sângerarea, încălcând integritatea vasului de sânge.

Lichidul rămas după îndepărtarea fibrinei se numește ser sanguin.

Grupul de țesuturi conjunctive mecanice include țesuturile cartilajelor și osoase.

Țesutul cartilaginos se găsește acolo unde este necesară o mai mare elasticitate (scheletul aparatului respirator), sau acolo unde este necesară atenuarea șocurilor și tremorurilor (la capetele oaselor din articulații).

3. Tesut osos

Figura 27 - Structura tesutului osos: 1 - celula osoasa (osteocitul); 2 - miez; 3 - substanta intercelulara

Osul este cel mai puternic țesut din organism. Pe lângă compușii organici, conține mulți minerale, și anume săruri de fosfor-calciu. Acest lucru conferă țesutului osos o rezistență mai mare și prezența substanțelor organice - elasticitate.

Osul este pătruns de canale prin care trec vasele de sânge și limfatice, precum și fibrele nervoase. Pereții oaselor sunt formați dintr-o substanță solidă compactă, iar în interiorul osului este construit din substanță spongioasă, ale cărei spații goale sunt umplute cu măduvă osoasă.

În plus, există un țesut conjunctiv fibros care, pe lângă faptul că susține, îndeplinește și o funcție trofică, deoarece nutrienții circulă în crăpăturile sale intercelulare. Țesutul conjunctiv fibros este lax, dens și elastic. Țesutul conjunctiv lax se află sub piele între mușchi și servește la conectarea și formarea scheletului organelor individuale. Țesutul conjunctiv dens se găsește în tendoane, ligamente și alte organe și diferă de țesutul conjunctiv lax prin densitate și rezistență. Țesutul conjunctiv elastic se caracterizează printr-un număr mare de fibre elastice, rezistență, elasticitate suficientă; apare în diferite ligamente și vase mari de sânge.

4. Cartilajul

Figura 28 - Structura țesutul cartilajului: 1 - substanta intercelulara; 2 - celula; 3 - miez

5. Tesut muscular

Țesutul muscular are celule deosebite, puternic alungite în lungime, motiv pentru care sunt numite fibre musculare. Distingeți țesutul muscular neted și striat

Figura 29 - Structura țesutului muscular: 1 - celula musculară (fibră musculară); 2 - miezuri; 3 - substanta intercelulara; 4 - fibra de substanta intercelulara

Țesutul muscular neted se contractă independent de voința animalului. Este răspândită în organe interne corpuri: digestiv, respirator și genito-urinar; în vase, în splină etc.

Țesutul muscular striat este împărțit în scheletic și cardiac. Țesutul muscular scheletic este situat pe acele părți ale scheletului care sunt implicate în mișcare; se contractă în voie, motiv pentru care se numește țesutul muscular al mișcării voluntare. Țesutul muscular cardiac este prezent în inimă și funcționează independent de voința animalului. Caracteristica sa este alternarea corectă a contracțiilor, adică ritmul.

6. Țesut nervos

Țesutul nervos este destinat în organism pentru perceperea și transmiterea stimulilor atât în ​​interiorul corpului, cât și atunci când comunică cu mediul extern. Prin țesutul nervos, animalele percep o mare varietate de senzații: lumină, culoare, miros, gust, sunet etc.

TEMA: Nivelul organic de dezvoltare a vieții

Ontogenia (din grecescul ontos - ființă, geneze - dezvoltare) este ciclul de dezvoltare al unui organism individual (animal sau plantă), începând cu formarea celulelor germinale care i-au dat început și terminând cu moartea sa.

Ontogenie - dezvoltarea individuală a organismului

Filogenie - istoria apariției și dezvoltării unei specii (animale sau plante).

În secolul al XIX-lea, oamenii de știință germani Fritz Müller și Ernest Haeckel au formulat legea biogenetică:

Ontogenia (dezvoltarea individuală) a fiecărui individ este o scurtă și rapidă repetare a filogeniei (dezvoltarea istorică) a speciei căreia îi aparține acest individ.

Ontogenia, în funcție de natura dezvoltării organismelor, este tipizată în directă și indirectă

direct dezvoltarea organismelor în natură are loc sub formă de dezvoltare nonlarvară și intrauterină, în timp ce indirect dezvoltarea se observă sub formă de dezvoltare larvară.

1. Mecanismul de creștere și dezvoltare a organismelor.

Deci, după fertilizarea oului, începe creșterea și dezvoltarea unui nou organism viu, care repetă calea de dezvoltare a părinților - tată și mamă. Acesta este un proces foarte complex și constă în interacțiunea eredității primite de la părinți și condițiile de mediu ale organismului în creștere.

Creșterea unui organism este creșterea treptată a masei sale ca urmare a creșterii numărului de celule.

Creșterea poate fi măsurată prin reprezentarea grafică a mărimii corpului, a greutății, a greutății uscate, a numărului de celule, a conținutului de azot și a altor parametri din măsurători.

În acest caz, uneori unele celule devin diferite din punct de vedere morfologic, biochimic și funcțional de alte celule. Reproducerea și diferențierea unor celule este întotdeauna coordonată cu creșterea și diferențierea altora. Ambele procese au loc pe tot parcursul ciclului de viață al unui organism. Deoarece celulele diferențiate își schimbă forma, iar grupurile de celule sunt implicate în schimbările de formă, aceasta este însoțită de morfogeneză, care determină organizarea structurală a celulelor și țesuturilor, precum și morfologia generală a organismelor.

Prin urmare, înălţime este rezultatul modificărilor cantitative sub forma unei creșteri a numărului de celule (greutatea corporală) și al modificărilor calitative sub forma diferențierii și morfogenezei celulare.

Dezvoltarea reprezintă modificări calitative ale organismelor care asigură schimbări progresive la indivizi în timpul ontogenezei.

În cadrul ideilor moderne, dezvoltarea unui organism este înțeleasă ca un proces în care structurile formate anterior stimulează dezvoltarea structurilor ulterioare. Având în vedere și influența factorilor de mediu: Dezvoltarea este determinată de unitatea factorilor interni și externi.

2. Perioade de ontogeneză

Creșterea poate fi nedefinită - continuă pe tot parcursul vieții (la plante) și definitivă, limitată la o anumită perioadă (la multe animale, creșterea se oprește la scurt timp după atingerea pubertății).

Creșterea și dezvoltarea organismului animal perioade diferite apar diferit. Din momentul fertilizării, celulele se divid foarte repede și se observă o creștere crescută. În plus, datorită formării diferitelor țesuturi și organe, creșterea încetinește treptat și, la o anumită vârstă, a organismului adult se oprește complet.

Ontogenia este împărțită în perioade proembrionare, embrionare și postembrionare.

proembrionar, perioada în dezvoltarea individuală a organismelor este asociată cu formarea celulelor germinale în organism.

Embrionară perioada începe cu fuziunea nucleelor ​​celulelor germinale masculine și feminine, când are loc procesul de fertilizare a ouălor. În organismele care se caracterizează prin dezvoltare intrauterină, perioada embrionară se termină cu nașterea puilor,

În cazul omului, și uneori al animalelor superioare, perioada de dezvoltare înainte de naștere este adesea numită prenatală, iar după naștere, postnatală. În perioada prenatală (embrionară) se disting perioada inițială (prima săptămână de dezvoltare), embrionară și fetală. Embrionul în curs de dezvoltare înainte de formarea rudimentelor de organe se numește embrion, după formarea rudimentelor de organe - fătul.

Diferențele de dezvoltare a organismului în anumite perioade ale vieții sunt însoțite de cerințe diferite pentru condițiile mediului său. Deci, în perioada uterină sau prenatală, embrionul nu este capabil de auto-nutriție și schimb de gaze. Este aprovizionat cu tot ce este necesar prin corpul mamei. Până la naștere, corpul este deja pregătit pentru alte condiții de dezvoltare: pentru ca aerul să intre în plămâni pentru a menține schimbul de gaze și pentru a hrăni organismul prin tractului digestiv mai intai cu colostru si apoi cu lapte matern, care in perioada initiala după naștere, nu se recomandă înlocuirea cu alte alimente.

După nașterea unui organism, începe dezvoltarea lui postembrionară (postnatală pentru om), care în diferite organisme decurge de la câteva zile la sute de ani, în funcție de specia lor. Prin urmare, speranța de viață este o specie caracteristică organismelor, independent de nivelul de organizare a acestora.

În ontogenia postembrionară se disting perioadele juvenile și pubertate, precum și perioada bătrâneții, care se termină cu moartea.

Perioada juvenilă. Această perioadă - (tânăr) este determinată de timpul de la nașterea organismului până la pubertate.

pubertate. Această perioadă se mai numește și maturitate și este asociată cu maturitatea sexuală a organismelor. Dezvoltarea organismelor în această perioadă atinge un maxim

Bătrânețea ca etapă a ontogenezei . Bătrânețea este penultima etapă a ontogenezei organismelor, iar durata acesteia este determinată de durata totală a vieții. Bătrânețea a fost studiată cel mai bine la oameni.

Există diferite definiții ale bătrâneții umane. În special, una dintre cele mai populare definiții este aceea

Bătrânețea este acumularea de modificări succesive care însoțesc o creștere a vârstei unui organism și cresc probabilitatea îmbolnăvirii sau morții acestuia. Știința îmbătrânirii umane se numește gerontologie.

În cazul unei persoane, se disting bătrânețea fiziologică, bătrânețea asociată cu vârsta calendaristică și îmbătrânirea prematură datorată factorilor și bolilor sociale. În conformitate cu recomandările OMS, vârsta de 60-75 de ani trebuie considerată o persoană în vârstă, iar vârsta de 75 de ani și mai mult ar trebui considerată bătrână.

La începutul secolului nostru, a apărut o teorie microbiologică a îmbătrânirii, al cărei creator a fost I. I. Mechnikov, care a făcut distincția între bătrânețea fiziologică și cea patologică. El credea că bătrânețea umană este patologică, adică prematură. Baza ideilor lui I. I. Mechnikov a fost doctrina ortobiozei (corectă, de viață), conform căreia principala cauză îmbătrânirea este deteriorarea celulelor nervoase prin produse ale intoxicației rezultate din putrefacția intestinului gros. Dezvoltând doctrina unui stil de viață normal (respectarea regulilor de igienă, munca regulată, abținerea de la obiceiuri proaste), I. I. Mechnikov a propus și o metodă de suprimare a bacteriilor intestinale putrefactive prin consumul de produse lactate fermentate.

În anii 30. teoria lui Pavlov, care a stabilit rolul centralului sistem nervosîn funcționarea normală a organismelor. Adepții lui I. P. Pavlov în experimentele pe animale au arătat că îmbătrânirea prematură este cauzată de șocuri nervoase și de suprasolicitare nervoasă prelungită.

De menționată este teoria modificărilor legate de vârstă în țesutul conjunctiv, formulată în acei ani de A. A. Bogomolets (1881-1946). El credea că activitatea fiziologică a organismului este asigurată de țesutul conjunctiv (țesut osos, cartilaj, tendoane, ligamente și țesut conjunctiv fibros) și că modificările stării coloidale a celulelor, pierderea turgenței acestora etc. modificări legate de vârstă organisme.

Cele mai comune idei moderne despre mecanismele îmbătrânirii se reduc la faptul că, în cursul vieții, mutațiile somatice se acumulează în celulele corpului, ca urmare a sintetizării proteinelor defecte, ceea ce duce la tulburări în metabolismul celular, iar acest lucru duce la îmbătrânire.

Cu toate acestea, încă nu a fost creată o teorie exhaustivă a îmbătrânirii, deoarece este clar că niciuna dintre aceste teorii nu poate explica în mod independent mecanismele îmbătrânirii.

Etapa finală a ontogeniei este moartea. Problema morții în biologie ocupă un loc aparte, deoarece sentimentul morții „... este complet inerent instinctiv naturii umane și a fost întotdeauna una dintre cele mai mari preocupări ale omului” (I. I. Mechnikov, 1913). Mai mult, problema morții a fost și este în centrul atenției tuturor învățăturilor filozofice și religioase, deși filosofia morții în diferite vremuri istorice a fost prezentată în moduri diferite.

În lumea antică, Socrate și Platon au dovedit nemurirea sufletului, Cicero și Seneca au recunoscut și viața viitoare, dar Marcus Aurelius a considerat moartea un fenomen natural care ar trebui acceptat fără plângere.

În secolul trecut, I. Kant și I. Fichte (1762-1814) credeau și ei într-o viață viitoare, iar A. G. Hegel a aderat la credința că sufletul este absorbit de „ființa absolută”, deși natura acestei „ființe” nu a fost dezvăluită.

În conformitate cu toate învățăturile religioase cunoscute, viața pământească a unei persoane continuă după moartea sa și o persoană trebuie să se pregătească neobosit pentru această moarte viitoare.

Cu toate acestea, naturaliștii și filozofii care nu recunosc nemurirea au crezut și încă cred asta moartea este, după cum a subliniat în repetate rânduri I. I. Mechnikov , rezultatul natural al vieții unui organism.

Dovezile științifice sugerează că în organismele unicelulare (plante și animale), moartea trebuie să fie distinsă de încetarea existenței lor. Moartea este distrugerea lor, în timp ce încetarea existenței este asociată cu divizarea lor. În consecință, fragilitatea organismelor unicelulare este compensată de reproducerea lor.

La plantele și animalele pluricelulare, moartea este în sensul deplin al cuvântului sfârșitul vieții organismului.

Durată de viaţă. Diverse organisme trăiesc printre plante și animale timp diferit. De exemplu, plante erbacee(sălbatic și cultivat) trăiește un sezon. Dimpotrivă, plantele lemnoase stejar - 2000 de ani, pin - până la 3000-4000 de ani, păsările unor specii - până la 100 de ani. Durata de viață a mamiferelor este mai scurtă. De exemplu, mic bovine vieți - 20-25 de ani, bovine - 30 de ani sau mai mult, elefanți - 100 de ani, iepuri - 10 ani.

Dintre mamifere, oamenii sunt cei mai longevivi. Mulți oameni au trăit până la 115-120 de ani sau mai mult, iar unii oameni chiar au trăit până la 150 de ani.

În același timp, centenarii economisesc adesea nivel inalt abilități atât fizice, cât și psihice. De exemplu, Platon, Michelangelo, Titian, I. Goethe și V. Hugo și-au creat cele mai bune lucrări după 75 de ani.

3. Modificări ereditare

Ereditatea și variabilitatea sunt cele mai importante proprietăți ale viului, care nu numai că deosebesc viul de neviu, ci și determină, împreună cu reproducerea, continuarea nesfârșită a vieții, continuitatea ei la toate nivelurile organizării celor vii.

Continuitatea vieții are un caracter genetic, deoarece ereditatea și variabilitatea susțin stabilitatea proprietăților organismuluiȘi capacitatea organismelor de a se schimba.

Genotipul este suma genelor unui organism dat, constituția sa genetică individuală, pe care o primește de la părinții săi.

Genotipul nu se modifică în timpul ontogenezei.

Fenotipul este suma tuturor caracteristicilor (proprietăților) externe și interne ale unui organism dat. Toate organismele au caracteristici calitative și cantitative. Semnele calitative sunt cele care pot fi fotografiate sau descrise privindu-le: forma corpului, structura, culoarea animalului, culoarea florilor si fructelor, forma semintelor, fructelor etc.

Caracteristicile cantitative sunt cele care pot fi determinate prin măsurare. De exemplu, greutatea semințelor, fructelor, numărul, forma și dimensiunea frunzelor, înălțimea tulpinii, randamentul etc. La animalele domestice, laptele și productivitatea cărnii, conținutul de proteine ​​al cărnii, cantitatea de grăsimi și proteine ​​din laptele de vacă. Contabilitatea caracteristicilor cantitative are o foarte mare importanță nu numai din punct de vedere economic, ci și prin faptul că sunt utilizate în selecția soiurilor de plante cu randament ridicat și a raselor de animale foarte productive, conducând selecția pentru trăsături utile din punct de vedere economic. De regulă, trăsăturile cantitative atât la plante, cât și la animale sunt controlate nu de una, ci de un număr mare de gene care acționează în aceeași direcție.

La om, semnele cantitative sunt greutatea corporală, greutatea creierului, înălțimea, numărul de celule sanguine, gradul de pigmentare a pielii, inteligența generală etc.

Spre deosebire de genotip, fenotipul oricărui organism se modifică în procesul de creștere și dezvoltare de-a lungul vieții sale.

În cazul unei persoane, modificările în fenotipul unui individ pot fi urmărite din fotografiile sale (semne calitative) realizate în diferite perioade ale vieții. Se poate spune că fenotipul unui organism este diferit în ontogenia unui individ, adică în perioada embrionară, după naștere, în perioada pubertății etc.

4. Rolul eredității și al mediului în formarea fenotipului.

Organismele trăiesc și se reproduc într-un mediu ale cărui condiții le satisfac. Mediul extern afectează exprimarea trăsăturilor ereditare și determină gradul de manifestare a acestora. Interacțiunea eredității și a mediului determină în ce se află un organism acest momentși cum ar trebui să se dezvolte în viitor. Ereditatea presupune ceea ce ar trebui să devină organismul, dar nu ceea ce va fi. Ceea ce devine de fapt un organism este decis de interacțiunea dintre ereditate și mediu.

Fenotipurile sunt rezultatul interacțiunii diferitelor gene (componente ale genotipului) între ele și genotipul cu mediul.

5. Metodă de studiere a eredității organismelor

Studiul eredității este foarte important. Principala și singura metodă de studiere a eredității organismelor este analiza genetică clasică (hibridologică) sau, așa cum se mai numește, analiza genetică formală. Bazele acestei metode au fost dezvoltate de G. Mendel.

Constă în descompunerea secvențială a genomului organismului analizat în grupuri de gene legate și grupuri de legătură - în loci genici cu stabilirea ulterioară a secvenței loci genei de-a lungul perechilor de cromozomi și elucidarea structurii fine a genelor.

Analiza genetică este, în principiu, similară cu analiza chimică, a cărei sarcină este de a descompune compuși chimici complecși în componente mai simple, de exemplu, nucleoproteinele sunt împărțite în părți structurale ca urmare a hidrolizei.

Analiza genetică clasică se bazează pe divizarea (segregarea) și recombinarea genelor în meioză și se realizează prin încrucișarea indivizilor cu trăsături diferite și luând în considerare rezultatele încrucișărilor.

Schema analizei genetice a organismelor constă dintr-un număr de etape succesive, și anume:

1. Identificarea genelor;

2. Stabilirea locilor genici pe perechile de cromozomi;

3. Stabilirea secvenței loci de gene de-a lungul perechilor de cromozomi;

4. Elucidarea structurii fine a genelor.

Rezultatele analizei genetice sunt formalizate prin intocmirea hartilor genetice.