Структурни компоненти на еукариотна клетъчна маса. Характеристики на структурата на клетките

Единството на структурата на клетките.

Съдържанието на всяка клетка е отделено от външната среда чрез специална структура - плазмена мембрана (плазмалема).Тази изолация ви позволява да създадете много специална среда вътре в клетката, за разлика от това, което я заобикаля. Следователно в клетката могат да се появят онези процеси, които не се случват никъде другаде, те се наричат жизнени процеси.

Вътрешната среда на живата клетка, ограничена от плазмената мембрана, се нарича цитоплазма.Включва хиалоплазма(основно прозрачно вещество) и клетъчни органели,както и различни непостоянни структури - включвания.Органелите, които са във всяка клетка, също включват рибозома,където се провежда протеинов синтез.

Структурата на еукариотните клетки.

еукариотиса организми, чиито клетки имат ядро. Ядро- това е органела на еукариотната клетка, в която се съхранява записаната в хромозомите наследствена информация и от която се копира наследствената информация. Хромозомае ДНК молекула, интегрирана с протеини. Ядрото съдържа ядро- място, където се образуват други важни органели, участващи в синтеза на протеини - рибозоми.Но рибозомите се образуват само в ядрото и те работят (т.е. синтезират протеин) в цитоплазмата. Някои от тях са свободни в цитоплазмата, а някои са прикрепени към мембраните, образуват мрежа, която се нарича ендоплазмен.

Рибозоми- немембранни органели.

Ендоплазмения ретикулуме мрежа от тубули, ограничени от мембрани. Има два вида: гладки и гранулирани. Рибозомите са разположени върху мембраните на гранулирания ендоплазмен ретикулум, следователно в него се извършва синтезът и транспортът на протеини. А гладкият ендоплазмен ретикулум е мястото на синтез и транспорт на въглехидрати и липиди. Не съдържа рибозоми.

За синтеза на протеини, въглехидрати и мазнини е необходима енергия, която се произвежда в еукариотната клетка от "енергийните станции" на клетката - митохондриите.

Митохондриите- двумембранни органели, в които протича процесът на клетъчно дишане. Органичните съединения се окисляват върху митохондриалните мембрани и химическата енергия се натрупва под формата на специални енергийни молекули. (АТР).

В клетката има и място, където органичните съединения могат да се натрупват и откъдето да се транспортират - това е апарат на Голджи,система от плоски мембранни торбички. Участва в транспорта на протеини, липиди, въглехидрати. Органелите на вътреклетъчното храносмилане също се образуват в апарата на Голджи - лизозоми.

Лизозоми- едномембранни органели, характерни за животинските клетки, съдържат ензими, които могат да разграждат протеини, въглехидрати, нуклеинови киселини, липиди.

Една клетка може да съдържа органели, които нямат мембранна структура, като рибозоми и цитоскелет.

цитоскелет- това е мускулно-скелетната система на клетката, включва микрофиламенти, реснички, флагели, клетъчен център, който произвежда микротубули и центриоли.

Има органели, които са характерни само за растителните клетки, - пластиди.Има: хлоропласти, хромопласти и левкопласти. Процесът на фотосинтеза протича в хлоропластите.

Също и в растителните клетки вакуоли- отпадъчни продукти на клетката, които са резервоари с вода и разтворени в нея съединения. Еукариотните организми включват растения, животни и гъби.

Структурата на прокариотните клетки.

прокариотиса едноклетъчни организми, които нямат ядро.

Прокариотните клетки са малки по размер, запазват генетичен материал под формата на кръгова ДНК молекула (нуклеоид). Прокариотните организми включват бактерии и цианобактерии, които преди са се наричали синьо-зелени водорасли.

Ако процесът на аеробно дишане се случва в прокариотите, тогава за това се използват специални издатини на плазмената мембрана - мезозоми.Ако бактериите са фотосинтетични, тогава процесът на фотосинтеза протича върху фотосинтетичните мембрани - тилакоиди.

Синтезът на протеини при прокариотите се извършва в рибозоми.В прокариотните клетки има малко органели.

Хипотези за произхода на органелите на еукариотните клетки.

Прокариотните клетки са се появили на Земята по-рано от еукариотните.

1) симбиотична хипотезаобяснява механизма на възникване на някои органели на еукариотна клетка - митохондрии и фотосинтетични пластиди.

2) Хипотеза за инвагинация- твърди, че произходът на еукариотната клетка идва от факта, че прародителската форма е аеробен прокариот. Органелите в него са възникнали в резултат на инвагинация и ексфолиация на части от мембраната, последвана от функционална специализация в ядрото, митохондриите, хлоропластите на други органели.

Основни компоненти на еукариотната клетка

Еукариотните клетки (фиг. 1 и 2) са организирани много по-сложно от прокариотните. Те са много разнообразни както по размери (от няколко микрометра до няколко сантиметра), така и по форма и по структурни особености (фиг. 3).

Всяка еукариотна клетка има отделно ядро, което съдържа генетичен материал, отделен от матрицата с ядрена мембрана (това е основната разлика от прокариотните клетки). Генетичният материал е концентриран главно под формата на хромозоми, които имат сложна структура и се състоят от ДНК вериги и протеинови молекули. Клетъчното делене става чрез митоза (а за зародишните клетки - мейоза). Еукариотите включват както едноклетъчни, така и многоклетъчни организми.

Има няколко теории за произхода на еукариотните клетки, една от които е ендосимбионтната. Аеробна клетка от бактериоподобен тип проникна в хетеротрофната анаеробна клетка, която послужи като основа за появата на митохондрии. Клетките, подобни на спирохети, започнаха да проникват в тези клетки, което доведе до образуването на центриоли. Наследственият материал беше отделен от цитоплазмата, възникна ядро, появи се митоза. Някои еукариотни клетки бяха нападнати от клетки като синьо-зелени водорасли, които дадоха начало на хлоропласти. Така възниква растителното царство.

Размерът на клетките на човешкото тяло варира от 2-7 микрона (за тромбоцитите) до гигантски размери (до 140 микрона за яйце).

Формата на клетките се определя от функцията, която изпълняват: нервните клетки са звездовидни поради големия брой процеси (аксони и дендрити), мускулните клетки са удължени, тъй като трябва да се свиват, еритроцитите могат да променят формата си, когато се движат през малки капиляри .

Структурата на еукариотните клетки на животински и растителни организми е подобна в много отношения. Всяка клетка е външно ограничена от клетъчна мембрана или плазмалема. Състои се от цитоплазмена мембрана и слой гликокаликс (с дебелина 10–20 nm), който я покрива отвън. Компонентите на гликокаликса са комплекси от полизахариди с протеини (гликопротеини) и мазнини (гликолипиди).

Цитоплазмената мембрана е комплекс от двуслоен слой от фосфолипиди с протеини и полизахариди.

Клетката има ядро ​​и цитоплазма. Клетъчното ядро ​​се състои от мембрана, ядрен сок, ядро ​​и хроматин. Ядрената обвивка се състои от две мембрани, разделени от перинуклеарно пространство и е пронизано с пори.

Основата на ядрения сок (матрица) са протеини: нишковидни или фибриларни (поддържаща функция), глобуларна, хетеронуклеарна РНК и иРНК (резултат от обработката).

Ядрото е структурата, където се извършва образуването и узряването на рибозомната РНК (рРНК).

Хроматинът под формата на бучки е разпръснат в нуклеоплазмата и е интерфазна форма на съществуване на хромозоми.

В цитоплазмата се изолират основното вещество (матрикс, хиалоплазма), органели и включвания.

Органелите могат да бъдат от общо значение и специални (в клетки, които изпълняват специфични функции: микровили на абсорбционния чревен епител, миофибрили на мускулни клетки и др.).

Органели от общо значение са ендоплазменият ретикулум (гладък и грапав), комплексът на Голджи, митохондриите, рибозомите и полизомите, лизозомите, пероксизомите, микрофибрилите и микротубулите, центриолите на клетъчния център.

Растителните клетки също съдържат хлоропласти, където се извършва фотосинтезата.

Ориз. 1.Структурата на еукариотната клетка. Обобщена схема

Ориз. 2.Клетъчна структура според електронна микроскопия

Ориз. 3.Различни еукариотни клетки: 1 - епителни; 2 - кръв (e - еритроцит, l - левкоцит); 3 - хрущял; 4 - кости; 5 - гладка мускулатура; 6 - съединителна тъкан; 7 - нервни клетки; 8 - набраздено мускулно влакно

Въпреки това, общата организация и наличието на фундаментални компоненти са еднакви във всички еукариотни клетки (фиг. 4).

Фиг.4.Еукариотна клетка (диаграма)

Краснодембски Е. Г. „Обща биология: Наръчник за гимназисти и кандидати за университети“

Н. С. Курбатова, Е. А. Козлова "Резюме на лекции по обща биология"

Всички живи организми могат да бъдат разделени на две основни групи: прокариотиИ еукариоти. Тези термини произлизат от гръцката дума karion, което означава ядро. Прокариотите са доядрени организми, които нямат оформено ядро. Еукариотите съдържат добре оформено ядро. Прокариотите включват бактерии, цианобактерии, миксомицети, рикетсии и други организми; еукариотите са гъби, растения и животни.

Клетките на всички еукариоти имат подобна структура.

Те се състоят от цитоплазма и ядра, които заедно представляват живото съдържимо на клетката – протопласта. Цитоплазмата е полутечна земно веществоили хиалоплазма,заедно с потопени в него вътреклетъчни структури - органели, изпълняващи различни функции.

Отвън цитоплазмата е заобиколена от плазмена мембрана. Растителните и гъбичните клетки също имат твърда клетъчна стена. В цитоплазмата на растителните и гъбичните клетки има вакуоли - мехурчета, пълни с вода и различни вещества, разтворени в нея.

Освен това в клетката може да има включвания - резервни хранителни вещества или крайни продукти от метаболизма.

СтруктураХарактеристики на организациятаФункции

Плазмена мембрана (плазмалема)	Двоен слой от липиди и протеини, потопени в него	Селективно регулира метаболизма между клетката и околната среда. Осигурява контакт между съседни клетки
Ядро	Има двойна мембрана, съдържа ДНК	Съхранение и трансфер на генетичен материал към дъщерни клетки. Регулира клетъчната активност
Митохондриите. Присъства в растителни и животински клетки	Заобиколен от двумембранна обвивка; вътрешната мембрана образува гънки - кристи. Съдържа кръгова ДНК, рибозоми, много ензими	Осъществяване на кислородния етап на клетъчното дишане (синтез на АТФ)
Пластиди. Намира се в растителна клетка	двойна мембранна структура. Производни на вътрешната мембрана - тилакоиди (съдържат хлорофил в хлоропластите).	Фотосинтеза, съхранение на храна
Ендоплазмен ретикулум (ER)	Система от сплескани мембранни торбички - цистерни, кухини, тубули	Рибозомите са разположени на грубия ER. В неговите резервоари се изолират и узряват синтезираните протеини. Транспорт на синтезирани протеини. В мембраните на гладката ER се синтезират липиди и стероиди. Мембранен синтез
Комплекс Голджи (CG)	Система от плоски едномембранни цистерни, ампуларно разширени в краищата на цистерните и везикули, които се отделят или се присъединяват към цистерните	Натрупване, трансформация на протеини и липиди, синтез на полизахариди. Образуване на секреторни везикули, екскреция на вещества извън клетката Образуване на лизозоми
Лизозоми	Единични мембранни везикули, съдържащи хидролитични ензими	Вътреклетъчно храносмилане, разделяне на увредени органели, мъртви клетки, органи
Рибозоми	Две субединици (голяма и малка), съставени от рРНК и протеини	Сглобяване на протеинови молекули
Центриоли	Система от микротубули (9×3), изградена от протеинови субединици	Центрове за организиране на микротубулите (участват във формирането на цитоскелета, вретеното на клетъчното делене, ресничките и флагелите)

Видове клетъчна организация

Сред разнообразието от организми, съществуващи в момента на Земята, се разграничават две групи: вируси и фаги, които нямат клетъчна структура; всички други организми са представени от различни клетъчни форми на живот.

Има два вида клетъчна организация: прокариотна и еукариотна.

Клетките от прокариотния тип са относително прости. Те нямат морфологично изолирано ядро, единствената хромозома се образува от кръгова ДНК и се намира в цитоплазмата; липсват мембранни органели (тяхната функция се изпълнява от различни инвагинации на плазмената мембрана); в цитоплазмата има множество малки рибозоми; микротубулите отсъстват, така че цитоплазмата е неподвижна, а ресничките и флагелите имат специална структура.

Бактериите се класифицират като прокариоти.

Повечето съвременни живи организми принадлежат към едно от трите царства – растения, гъби или животни, обединени в надцарството на еукариотите.

В зависимост от броя на съставените организми, последните се делят на едноклетъчни и многоклетъчни. Едноклетъчните организми се състоят от една клетка, която изпълнява всички функции. Много от тези клетки са много по-сложни от клетките на многоклетъчния организъм.

Всички прокариоти са едноклетъчни, както и протозоите, някои зелени водорасли и гъби.

Биологичните мембрани формират основата на структурната организация на клетката. Мембраните са изградени от протеини и липиди. Мембраните също съдържат въглехидрати под формата на гликолипиди и гликопротеини, разположени на външната повърхност на мембраната.

Наборът от протеини и въглехидрати на повърхността на мембраната на всяка клетка е специфичен и определя нейните "паспортни" данни. Мембраните притежават свойството избирателна пропускливост, както и свойството спонтанно възстановяване на целостта на структурата.

Те формират основата на клетъчната мембрана, образуват редица клетъчни структури.

Структурата на еукариотната клетка

Схема на структурата на плазмената мембрана:

1 - фосфолипиди;
2 - холестерол;
3 - интегрален протеин;
4 - олигозахаридна странична верига.

Електронна дифракционна картина на клетъчния център (два центриола в края на G1 периода на клетъчния цикъл):
1 - центриоли в напречно сечение;
2 - центриоли в надлъжен разрез.

Комплекс Голджи:

1 - резервоари;
2 - везикули (везикули);
3 - голяма вакуола.

Типичната еукариотна клетка се състои от три компонента: мембрана, цитоплазма и ядро.

Клетъчна стена

Отвън клетката е заобиколена от черупка, чиято основа е плазмената мембрана или плазмалема (виж фиг.

ориз. 2), който има типична структура и дебелина от 7, 5 nm.

Клетъчната мембрана изпълнява важни и много разнообразни функции: определя и поддържа формата на клетката; предпазва клетката от механични ефекти от проникването на увреждащи биологични агенти; осъществява приемането на много молекулярни сигнали (например хормони); ограничава вътрешното съдържание на клетката; регулира метаболизма между клетката и околната среда, като осигурява постоянството на вътреклетъчния състав; участва в образуването на междуклетъчни контакти и различни видове специфични издатини на цитоплазмата (микровили, реснички, флагели).

Въглеродният компонент в мембраната на животинските клетки се нарича гликокаликс.

Обменът на вещества между клетката и околната среда се извършва постоянно.

Механизмите на транспортиране на вещества в и извън клетката зависят от размера на транспортираните частици. Малките молекули и йони се транспортират от клетката директно през мембраната под формата на активен и пасивен транспорт.

В зависимост от вида и посоката се разграничават ендоцитоза и екзоцитоза.

Абсорбцията и освобождаването на твърди и големи частици се нарича фагоцитоза и обратна фагоцитоза, съответно, течни или разтворени частици - пиноцитоза и обратна пиноцитоза.

Цитоплазма.

Органели и включвания

Цитоплазмата е вътрешното съдържание на клетката и се състои от хиалоплазма и различни вътреклетъчни структури, разположени в нея.

Хиалоплазма(матрица) е воден разтвор на неорганични и органични вещества, които могат да променят своя вискозитет и са в постоянно движение. Способността за движение или движение на цитоплазмата се нарича циклоза.

Матрицата е активна среда, в която протичат много физични и химични процеси и която обединява всички елементи на клетката в една система.

Цитоплазмените структури на клетката са представени от включвания и органели.

Включванията са сравнително непостоянни, появяват се в определени видове клетки в определени моменти от живота, например като запас от хранителни вещества (зърна нишесте, протеини, капки гликоген) или продукти, които трябва да бъдат отделени от клетката.

Органелите са постоянни и незаменими компоненти на повечето клетки, които имат специфична структура и изпълняват жизненоважна функция.

Мембранните органели на еукариотната клетка включват ендоплазмения ретикулум, апарата на Голджи, митохондриите, лизозомите и пластидите.

Ендоплазмения ретикулум.

Цялата вътрешна зона на цитоплазмата е изпълнена с множество малки канали и кухини, стените на които са мембрани, подобни по структура на плазмената мембрана. Тези канали се разклоняват, свързват се един с друг и образуват мрежа, наречена ендоплазмен ретикулум.

Ендоплазменият ретикулум е разнороден по своята структура.

Познати са два вида му - зърнест и гладък. На мембраните на каналите и кухините на гранулираната мрежа има много малки кръгли тела - рибозоми, които придават на мембраните груб вид. Мембраните на гладкия ендоплазмен ретикулум не носят на повърхността си рибозоми.

Ендоплазменият ретикулум изпълнява много различни функции. Основната функция на гранулирания ендоплазмен ретикулум е участието в протеиновия синтез, който се осъществява в рибозомите.

На мембраните на гладкия ендоплазмен ретикулум се синтезират липиди и въглехидрати. Всички тези продукти на синтез се натрупват в канали и кухини и след това се транспортират до различни клетъчни органели, където се консумират или натрупват в цитоплазмата като клетъчни включвания.

Ендоплазменият ретикулум свързва основните органели на клетката.

апарат на Голджи. В много животински клетки, като например нервните клетки, той приема формата на сложна мрежа, разположена около ядрото.

В клетките на растенията и протозоите апаратът на Голджи е представен от отделни сърповидни или пръчковидни тела. Структурата на този органоид е подобна в клетките на растителни и животински организми, въпреки разнообразието на неговата форма.

Съставът на апарата на Голджи включва: кухини, ограничени от мембрани и разположени на групи (5-10 всяка); големи и малки мехурчета, разположени в краищата на кухините.

Всички тези елементи образуват единен комплекс.

Апаратът на Голджи изпълнява много важни функции. По каналите на ендоплазмения ретикулум към него се транспортират продуктите от синтетичната дейност на клетката - протеини, въглехидрати и мазнини. Всички тези вещества първо се натрупват, а след това навлизат в цитоплазмата под формата на големи и малки мехурчета и или се използват в самата клетка по време на нейната жизнена дейност, или се отстраняват от нея и се използват в тялото.

Например, в клетките на панкреаса на бозайниците се синтезират храносмилателни ензими, които се натрупват в кухините на органоида. След това се образуват везикули, пълни с ензими. Те се екскретират от клетките в панкреатичния канал, откъдето се вливат в чревната кухина. Друга важна функция на този органоид е, че върху неговите мембрани се синтезират мазнини и въглехидрати (полизахариди), които се използват в клетката и които са част от мембраните.

Благодарение на дейността на апарата на Голджи става обновяването и растежът на плазмената мембрана.

Митохондриите.Цитоплазмата на повечето животински и растителни клетки съдържа малки тела (0,2-7 микрона) - митохондрии (гр.

"митос" - нишка, "хондрион" - зърно, гранула).

Митохондриите са ясно видими в светлинен микроскоп, с който можете да видите тяхната форма, местоположение, да преброите броя. Вътрешната структура на митохондриите е изследвана с помощта на електронен микроскоп. Обвивката на митохондриите се състои от две мембрани - външна и вътрешна. Външната мембрана е гладка, не образува гънки и израстъци. Вътрешната мембрана, напротив, образува множество гънки, които са насочени в кухината на митохондриите.

Гънките на вътрешната мембрана се наричат ​​кристи (лат. "crista" - гребен, израстък) Броят на кристите не е еднакъв в митохондриите на различните клетки. Може да има от няколко десетки до няколко стотици и особено много кристи има в митохондриите на активно функциониращи клетки, например мускулни клетки.

Митохондриите се наричат ​​"електростанции" на клетките, тъй като основната им функция е синтезът на аденозин трифосфат (АТФ). Тази киселина се синтезира в митохондриите на клетките на всички организми и е универсален източник на енергия, необходима за осъществяване на жизнените процеси на клетката и целия организъм.

Новите митохондрии се образуват при разделянето на вече съществуващи митохондрии в клетката.

Лизозоми.

Те са малки кръгли тела. Всяка лизозома е отделена от цитоплазмата с мембрана. Вътре в лизозомата има ензими, които разграждат протеини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини.

Лизозомите се приближават до хранителната частица, която е влязла в цитоплазмата, сливат се с нея и се образува една храносмилателна вакуола, вътре в която има хранителна частица, заобиколена от лизозомни ензими.

Веществата, образувани в резултат на смилането на хранителна частица, навлизат в цитоплазмата и се използват от клетката.

Притежавайки способността за активно усвояване на хранителни вещества, лизозомите участват в отстраняването на части от клетки, цели клетки и органи, които умират в процеса на жизнена дейност. Образуването на нови лизозоми се случва в клетката постоянно. Ензимите, съдържащи се в лизозомите, както всички други протеини, се синтезират върху рибозомите на цитоплазмата.

След това тези ензими навлизат през каналите на ендоплазмения ретикулум в апарата на Голджи, в кухините на който се образуват лизозоми. В тази форма лизозомите навлизат в цитоплазмата.

Пластиди.Пластидите се намират в цитоплазмата на всички растителни клетки.

В животинските клетки няма пластиди. Различават се три основни вида пластиди: зелени – хлоропласти; червено, оранжево и жълто - хромопласти; безцветни - левкопласти.

Задължителни за повечето клетки също са органели, които нямат мембранна структура. Те включват рибозоми, микрофиламенти, микротубули и клетъчен център.

Рибозоми. Рибозомите се намират в клетките на всички организми. Това са микроскопични тела със заоблена форма с диаметър 15-20 nm.

Всяка рибозома се състои от две частици с различни размери, малки и големи.

Една клетка съдържа много хиляди рибозоми, те са разположени или върху мембраните на гранулирания ендоплазмен ретикулум, или лежат свободно в цитоплазмата.

Рибозомите са изградени от протеини и РНК. Функцията на рибозомите е протеинов синтез. Синтезът на протеини е сложен процес, който се извършва не от една рибозома, а от цяла група, включваща до няколко десетки комбинирани рибозоми. Тази група рибозоми се нарича полизома. Синтезираните протеини първо се натрупват в каналите и кухините на ендоплазмения ретикулум и след това се транспортират до органелите и клетъчните места, където се консумират.

Ендоплазменият ретикулум и рибозомите, разположени върху неговите мембрани, са единен апарат за биосинтеза и транспорт на протеини.

Микротубули и микрофиламентинишковидни структури, състоящи се от различни контрактилни протеини и причиняващи двигателните функции на клетката. Микротубулите имат формата на кухи цилиндри, чиито стени са изградени от протеини - тубулини. Микрофиламентите са много тънки, дълги нишковидни структури, съставени от актин и миозин.

Микротубулите и микрофиламентите проникват в цялата цитоплазма на клетката, образувайки нейния цитоскелет, причинявайки циклоза, вътреклетъчни движения на органели, сегрегация на хромозоми по време на деленето на ядрен материал и др.

Клетъчен център (центрозома).

В животинските клетки в близост до ядрото се намира органоид, който се нарича клетъчен център. Основната част на клетъчния център е изградена от две малки тела - центриоли, разположени в малък участък от уплътнена цитоплазма. Всеки центриол има формата на цилиндър с дължина до 1 µm. Центриолите играят важна роля в клетъчното делене; те участват в образуването на вретеното на делене.

В процеса на еволюция различни клетки се адаптират да живеят в различни условия и да изпълняват специфични функции.

Това изискваше наличието в тях на специални органоиди, които се наричат ​​специализирани, за разлика от органелите с общо предназначение, разгледани по-горе.

Те включват контрактилни вакуоли на протозои, миофибрили на мускулни влакна, неврофибрили и синаптични везикули на нервни клетки, микровили на епителни клетки, реснички и флагели на някои протозои.

Ядрое най-важният компонент на еукариотните клетки. Повечето клетки имат едно ядро, но има и многоядрени клетки (в редица протозои, в скелетните мускули на гръбначните животни). Някои високоспециализирани клетки губят ядра (например еритроцитите на бозайници).

Ядрото, като правило, има сферична или овална форма, по-рядко може да бъде сегментирано или веретенообразно.

Ядрото се състои от ядрена мембрана и кариоплазма, съдържаща хроматин (хромозоми) и нуклеоли.

ядрена обвивкаОбразува се от две мембрани (външна и вътрешна) и съдържа множество пори, през които се извършва обмен на различни вещества между ядрото и цитоплазмата.

Кариоплазма (нуклеоплазма)е желеобразен разтвор, който съдържа различни протеини, нуклеотиди, йони, както и хромозоми и ядрото.

ядро- малко заоблено тяло, интензивно оцветено и намиращо се в ядрата на неделящи се клетки.

Функцията на ядрото е синтеза на рРНК и свързването им с протеини, т.е. сглобяване на рибозомни субединици.

Хроматин - бучки, гранули и нишковидни структури, които са специфично оцветени от някои багрила, образувани от ДНК молекули в комбинация с протеини. Различните части на ДНК молекулите в състава на хроматина имат различна степен на спиралност и следователно се различават по интензитет на цвета и естеството на генетичната активност.

Хроматинът е форма на съществуване на генетичен материал в неделящи се клетки и осигурява възможност за удвояване и реализиране на съдържащата се в него информация.

В процеса на клетъчно делене настъпва спирализация на ДНК и хроматиновите структури образуват хромозоми.

Хромозоми- плътни, интензивно оцветяващи структури, които са звена на морфологичната организация на генетичния материал и осигуряват точното му разпределение при клетъчното делене.

Броят на хромозомите в клетките на всеки биологичен вид е постоянен. Обикновено в ядрата на телесните клетки (соматични) хромозомите са представени по двойки, в зародишните клетки те не са сдвоени. Единичен набор от хромозоми в зародишните клетки се нарича хаплоиден (n), набор от хромозоми в соматичните клетки се нарича диплоиден (2n).

Хромозомите на различните организми се различават по размер и форма.

Диплоиден набор от хромозоми в клетките на определен вид живи организми, характеризиращ се с броя, размера и формата на хромозомите, се нарича кариотип. В хромозомния набор от соматични клетки сдвоените хромозоми се наричат ​​хомоложни, хромозомите от различни двойки се наричат ​​нехомоложни. Хомоложните хромозоми са еднакви по размер, форма, състав (едната е наследена от майчиния, другата от бащиния организъм).

Структурата на еукариотната клетка

Хромозомите в кариотипа също се разделят на автозоми, или неполови хромозоми, които са еднакви при мъжки и женски индивиди, и хетерохромозоми, или полови хромозоми, участващи в определянето на пола и различни при мъжете и жените. Човешкият кариотип е представен от 46 хромозоми (23 двойки): 44 автозоми и 2 полови хромозоми (женската има две еднакви X хромозоми, мъжът има X и Y хромозоми).

Ядрото съхранява и реализира генетична информация, контролира процеса на биосинтеза на протеини, а чрез протеините - всички останали жизнени процеси.

Ядрото участва в репликацията и разпределението на наследствената информация между дъщерните клетки и, следователно, в регулирането на клетъчното делене и развитието на тялото.

Също:
Структурата на бактериалната клетка
Структурата на бактериалния геном
Структурата на ензимите
Структурата на ретровирусните вириони
Структурата на растителната клетка

Ядрената мембрана се разтваря, хромозомите са свободно разположени в цитоплазмата

4. хромозомите се изпращат до полюсите на клетката

5. клетъчната мембрана изчезва

97. Какви промени настъпват в интерфазата на клетъчния цикъл по време на деленето:

1. цитоплазмата се дели 2. ядрото се дели 3) ДНК се синтезира

4. хромозомите се разминават към полюсите 5. хромозомите спирализират

98. Фазата на митозата, по време на която хромозомите са в подредено състояние в областта на екватора

анафаза 2. профаза 3. телофаза 4). метафаза 5. интерфаза

99. Регулатори на апоптозата са:

1.ензими 2.кръв 3.температура 4).хормони 5.

100. Апоптозата е

3.полиплоидия 4.1 и 2 отговора 5.поява на двуядрени клетки

101. При операция на жаба студентите постоянно овлажняват органите й с физиологичен разтвор, чиято концентрация е 9%. Жабата умря. Защо?

1. хипотоничен разтвор - клетките набъбват и се пукат

2. изотоничен разтвор - клетките губят вода и умират

Хипертоничен разтвор - настъпва клетъчна плазмолиза

хипотоничен разтвор - настъпва клетъчна плазмолиза

5. Това е физиологичен разтвор.

Схема на структурата на еукариотната клетка

Причината за смъртта на жабата не е

свързани с използването му.

102. Екскрецията на вещества от клетката чрез комплекса на Голджи възниква в резултат на сливането на мембраните на секреторните гранули с плазмалемата, в резултат на което съдържанието на гранулите е извън клетката. С какъв процес имаме работа тук?

1. ендоцитоза 2). екзоцитоза 3. фагоцитоза

пиноцитоза 5. ендоцитоза чрез пиноцитоза

103. Събитията на митозата в хронологичен ред са разположени под номера

1. хроматидите под формата на сестрински хромозоми се разпределят по полюсите на клетката, десперализират се, образуват се ядрени мембрани, настъпва цитокинеза

2. хромозомите са разположени в равнината на екватора.

Влакната на вретеното се прикрепят към центромерите на отделните хромозоми.

3. Хромозомите спирализират, ядрената обвивка изчезва и се образува вретеното на делене

4). 3-2-1 5. 3-1-2

104. Прокариотите са различни от еукариотите

1. липса на ядро ​​и органели

2. липса на обвивка, ядро, органели

Липсата на образувано ядро, митохондрии, пластиди, ER

липса на ДНК, хромозоми, ядро

5. само от липсата на формализирано ядро

105. Според Денвърската класификация човешките хромозоми се класифицират според признаците

местоположението на центромера, броя на хромозомите

2. биохимичен състав

3. степента на сперализация и наличието на алелни гени

Размер, позиция на центромера, наличие на вторични стеснения и сателити

5. Диференциално оцветяване на метафазни хромозоми

106. Ако хромозомите на човешкия кариотип са подредени по двойки в низходящ ред, те се наричат

1. геном 2. генофонд 3). идиограма 4.

кариотип 5. диплоиден набор

107. Половите хромозоми се наричат

1. идентични в комплекса от хромозоми на индивиди от един и същи вид, но от различен пол

Индивиди от един и същи вид, които се различават по хромозомния комплекс, но от различен пол

4. определяне на разликата между видовете

108. Основните свойства на ДНК молекулата са

1. денатурация и възстановяване

устойчивост на температура

3. редупликация, денатурация, спирализация

Спирализация, деспирализация, редупликация

109. Ако вземете заешки рибозоми и иРНК, овчи, протеин ще се синтезира

1. заек 2.) овце 3. зависи от условията на околната среда 4.

двата вида протеин

5. при това условие синтезът на протеини не е възможен

110. Автозомите са хромозоми

Идентичен в комплекса от хромозоми на индивиди от един и същи вид, но от различен пол

2. различаващи се в комплекса от хромозоми на индивиди от един и същи вид, но от различен пол

3. определяне на отличителните черти на този вид

определяне на разликите между видовете

5. еднакъв размер, форма, генетичен състав

111. По време на митозата не се синтезира протеин, т.к

1. в клетката няма аминокиселини

2. на клетката й липсва енергия

3. транскрипцията не се осъществява поради липса на нуклеотиди

Хромозомите са навити - не се извършва транскрипция

112. Пасивно навлизане на вещества в клетката

калиево-натриева помпа 2. фагоцитоза 3. пиноцитоза 4). дифузия 5.2 и 3

113. Клетъчната смърт в хипертоничен разтвор се обяснява с факта, че

Водата напуска клетката

2. водата навлиза в клетката в големи количества

солите влизат в клетката

4. солите напускат клетката

5. водата не влиза в клетката, обемът на клетката остава непроменен

114. Според характера на асимилацията всички организми се делят на

1. автотрофни и хетеротрофни

2. автотрофни и миксотрофни

холозойни и осмотични

4.) миксотрофен, хетеротрофен, автотрофен

115. Най-малката структура, в която е присъщ целият набор от свойства на живота, който може да поддържа тези свойства в себе си и да ги предава на няколко поколения, е

ген 2. клетъчно ядро 3). клетка 4. организъм 5. хромозома

116. Характерно е за хетеротрофни организми

1. синтезират органичните вещества на тялото си от по-прости, неорганични

2. нужда от готова органична материя

3. в зависимост от околните условия те могат да синтезират

вани органични вещества, или използвайте готови

4. изграждат тялото си от готови органични съединения

Основните етапи на енергийния метаболизъм на хетеротрофните организми и местоположението на всеки етап

1. подготвителна цитоплазма: гликолиза-митохондрии:

2. гликолиза-хиалоплазма, дишане-митохондрии

Подготвително-храносмилателни органи, гликолиза-хиало-

Лазма, дишане-митохондрии

4. ферментация-хиалоплазма, дишане-пластиди

5. подготвителни-хлоропласти, ферментация-глалоплазма, дишане-митохондрии

Клетките участват в потока от информация

2. макромолекули, които пренасят информация в цитоплазмата

3. цитоплазмен апарат на транскрипция

4. всички клетъчни органели

5.)1, 2, 3

119. Дегенерацията на ДНК кода се доказва от факта, че

1. кодиращ един полипептид, кодоните следват без препинателни знаци

2. кодоните следват в същия ред като аминокиселинните остатъци, които кодират

Позицията на определена аминокиселина в полипептидна молекула може да бъде обозначена в ДНК с помощта на един от няколко синонимни кодона.

ДНК кодът е универсален

5. кодовият триплет винаги се излъчва изцяло

120. ДНК кодът не се припокрива, защото

Кодирайки един полипептид, кодоните следват без препинателни знаци, но кодиращият триплет винаги се превежда изцяло.

2. кодоните следват в същия ред като аминокиселинните остатъци, които кодират

3. позицията на определена аминокиселина в полипептидна молекула може да бъде обозначена в ДНК с помощта на един от няколко синонима на кодон

ДНК кодът е универсален

5. някои аминокиселини са кодирани от няколко триплета

121. В пептидната област на рибозомата по време на транслацията,

1. прикрепване на tRNA с активирани аминокиселини

Полипептидно разширение

3. Синтез на АТФ

4. прекодиране на информация

5. прикрепване на i-RNA молекула

122. В аминоцилната област на рибозомата, по време на транслация,

2.4 Структурата на еукариотната клетка

клетъчна стена еукариотните клетки, за разлика от клетъчната стена на прокариотите, се състои главно от полизахариди. В гъбите, основният азотсъдържащ полизахарид хитин.В дрождите са представени 60-70% от полизахаридите глюкан и манансвързани с протеини и липиди. Функциите на клетъчната стена на еукариотите са същите като тези на прокариотите.

Цитоплазмена мембрана (CPM) също има трислойна структура. Повърхността на мембраната има издатини, близки до прокариотните мезозоми. CMP регулира процесите на клетъчния метаболизъм.

При еукариотите CPM е способен да улавя големи капчици, съдържащи въглехидрати, липиди и протеини от околната среда.

Това явление се нарича пиноцитоза. CPM на еукариотна клетка също е способна да улавя твърди частици от околната среда. (феномен на фагоцитоза).В допълнение, CPM е отговорен за освобождаването на метаболитни продукти в околната среда.

2.2 - Схема на структурата на еукариотна клетка:

1 - клетъчна стена; 2 - цитоплазмена мембрана;

3 - цитоплазма; 4 - ядро; 5 - ендоплазмен ретикулум;

6 - митохондрии; 7 - Комплекс Голджи; 8 - рибозоми;

9 - лизозоми; 10 - вакуоли

Ядро отделена от цитоплазмата с две мембрани с пори.

Порите в младите клетки са отворени, те служат за миграция на прекурсори на рибозоми, информационна и преносна РНК от ядрото в цитоплазмата.

Лекция 3. Строежът на клетката

В ядрото на нуклеоплазмата има хромозоми, състоящи се от две нишковидни верижни ДНК молекули, свързани с протеини. Ядрото също съдържа ядро, богато на информационна РНК и свързано със специфична хромозома, нуклеоларния организатор.

Основната функция на ядрото е участието в размножаването на клетките.

Тя е носител на наследствена информация.

В еукариотната клетка ядрото е най-важният, но не и единственият носител на наследствена информация. Част от тази информация се съдържа в ДНК на митохондриите и хлоропластите.

Митохондрии - мембранна структура, съдържаща две мембрани - външна и вътрешна, силно нагънати.

Редокс ензимите са концентрирани върху вътрешната мембрана. Основната функция на митохондриите е да снабдяват клетката с енергия (образуване на АТФ). Митохондриите са самовъзпроизвеждаща се система, тъй като имат собствена хромозома - кръгова ДНК и други компоненти, които са част от нормалната прокариотна клетка.

Ендоплазмения ретикулум (ES) е мембранна структура, състояща се от тубули, които проникват през цялата вътрешна повърхност на клетката.

Тя е гладка и грапава. На повърхността на грапавия ES има рибозоми, по-големи от тези на прокариотите. ES мембраните също съдържат ензими, които синтезират липиди, въглехидрати и са отговорни за транспорта на веществата в клетката.

Комплекс Голджи - пакети от сплескани мембранни везикули - резервоари, в които се извършва опаковането и транспортирането на протеини вътре в клетката. В комплекса на Голджи се осъществява и синтезът на хидролитични ензими (мястото на образуване на лизозоми).

IN лизозоми концентрирани хидролитични ензими.

Тук има разделяне на биополимери (протеини, мазнини, въглехидрати).

Вакуоли отделени от цитоплазмата чрез мембрани. Резервните вакуоли съдържат резервни хранителни вещества на клетката, а шлаковите вакуоли съдържат ненужни метаболитни продукти и токсични вещества.

Въпроси за самопроверка

Какви въпроси изучава систематиката като наука?

2. Какви задачи се поставят при класификацията на микроорганизмите?

3. Какви таксономични категории познавате?

4. Какво представлява "номенклатурата на микроорганизмите"?

5. Как се разделят микроорганизмите в зависимост от структурата на тяхната клетъчна организация?

1. Какви видове клетъчна организация познавате?

2. Какви микроорганизми се наричат ​​ценоцитни?

Дайте примери за такива микроорганизми.

7. Назовете основните компоненти на прокариотната клетка.

8. Каква е разликата между Грам-положителните и Грам-отрицателните бактерии?

Назовете химичния състав и функциите на нуклеоида. Какви клетки съдържат нуклеоид?

10. Каква е функцията на рибозомите в клетката? Как се различават прокариотните рибозоми от еукариотните рибозоми?

11. Какъв е съставът и функциите на еукариотната клетъчна стена?

12. Какви са разликите в структурата на прокариотните и еукариотните клетки?

13. Какъв е химичният състав и функцията на цитоплазмената мембрана на прокариотните и еукариотните клетки?

Каква е ролята на лизозомите в еукариотните клетки?

15. Дайте примери за известните ви едноклетъчни организми.

16. Дефинирайте понятията "фагоцитоза" и "пиноцитоза".

Литература

1. Шлегел Г.

Обща микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и хигиена - Владивосток: Издателство на Далекоизточната държавна икономическа академия, 1997. - 312 с.

3. Асонов Н.Р. микробиология.

- 3-то изд., преработено. и допълнителни – М.: Колос, 1997. – 352 с.

4. Елинов Н.П. Химическа микробиология - М.: Висше училище, 1989.–448 с.

Общ план на структурата на еукариотната клетка

Типичната еукариотна клетка се състои от три компонента - мембрана, цитоплазма и ядро. Основата на клетъчния черупки е плазмалемата (клетъчна мембрана) и въглехидратно-протеинова повърхностна структура.

1. плазмалема .

2. Въглехидратно-протеинова повърхностна структура.

Структурна организация на еукариотна клетка Схема на структурата на еукариотна

Животинските клетки имат малък протеинов слой (гликокаликс) . При растенията повърхностната структура на клетката е клетъчна стена Състои се от целулоза (фибри).

Функции на клетъчната мембрана: поддържа формата на клетката и придава механична здравина, защитава клетката, разпознава молекулярни сигнали, регулира метаболизма между клетката и околната среда и осъществява междуклетъчно взаимодействие.

Цитоплазмасе състои от хиалоплазма (основното вещество на цитоплазмата), органели и включвания.

Хиалоплазмае колоиден разтвор на органични и неорганични съединения, обединява всички клетъчни структури в едно цяло.

Митохондриитеимат две мембрани: външна гладка вътрешна с гънки - кристи. Вътре между кристите е матрицасъдържащи ДНК молекули, малки рибозоми и респираторни ензими. АТФ се синтезира в митохондриите. Митохондриите се разделят на две чрез делене.

3. пластиди характерни за растителните клетки. Има три вида пластиди: хлоропласти, хромопласти и левкопласти. Разделете на две.

Хлоропласти- зелени пластиди, в които протича фотосинтезата. Хлоропластът има двойна мембрана.

Тялото на хлоропласта се състои от безцветна протеиново-липидна строма, пронизана от система от плоски торбички (тилакоиди), образувани от вътрешната мембрана. Тилакоидите образуват грана. Стромата съдържа рибозоми, нишестени зърна, ДНК молекули.

II. Хромопласти придават цвят на различни части на растението.

III. Левкопласти съхранява хранителни вещества. Левкопластите могат да образуват хромопласти и хлоропласти.

Ендоплазмения ретикулуме разклонена система от тръби, канали и кухини. Има негранулиран (гладък) и гранулиран (груб) EPS. На негранулирания ER са ензимите на метаболизма на мазнините и въглехидратите (извършва се синтез на мазнини и въглехидрати). На гранулирания ER има рибозоми, които извършват протеинова биосинтеза. EPS функции: транспорт, концентрация и освобождаване.

5. апарат на Голджи се състои от плоски мембранни торбички и везикули. В животинските клетки апаратът на Голджи изпълнява секреторна функция, в растителните клетки той е центърът на синтеза на полизахариди.

Вакуолипълни със сок от растителни клетки. Функции на вакуолите: съхранение на хранителни вещества и вода, поддържане на тургорното налягане в клетката.

7. Лизозоми сферична, образувана от мембрана, която съдържа ензими, които хидролизират протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, мазнини.

Клетъчен центърконтролира процесите на клетъчно делене.

9. микротубулиИ микрофиламенти c образуват клетъчния скелет.

Рибозомиеукариотите са по-големи (80S).

11. Включвания - резервни вещества, а секрети - само в растителните клетки.

Ядросе състои от ядрена мембрана, кариоплазма, нуклеоли, хроматин.

ядрена обвивкаподобна по структура на клетъчната мембрана, съдържа пори. Ядрената мембрана предпазва генетичния апарат от въздействието на цитоплазмените вещества. Контролира транспорта на веществата.

2. Кариоплазма е колоиден разтвор, съдържащ протеини, въглехидрати, соли, други органични и неорганични вещества.

ядро- сферична формация, съдържа различни протеини, нуклеопротеини, липопротеини, фосфопротеини. Функцията на ядрото е синтеза на рибозомни ембриони.

4. Хроматин (хромозоми). В стационарно състояние (време между деленията) ДНК е равномерно разпределена в кариоплазмата под формата на хроматин.

По време на деленето хроматинът се превръща в хромозоми.

Функции на ядрото: информацията за наследствените характеристики на организма е концентрирана в ядрото (информационна функция); хромозомите предават характеристиките на организма от родители към потомство (функция на наследяване); ядрото координира и регулира процесите в клетката (регулаторна функция).

В повечето случаи еукариотните клетки са част от многоклетъчните организми. В природата обаче има значителен брой едноклетъчни еукариоти, които структурно представляват клетка, а физиологично - цял организъм. От своя страна еукариотните клетки, които са част от многоклетъчен организъм, не са способни на самостоятелно съществуване. Те обикновено се разделят на клетки от растения, животни и гъби. Всеки от тях има свои собствени характеристики и има свои подвидове клетки, които образуват различни тъкани.

Въпреки разнообразието, всички еукариоти имат общ предшественик, който вероятно се е появил в процеса.

В клетките на едноклетъчните еукариоти (протозои) има структурни образувания, които изпълняват функциите на органи на клетъчно ниво. Така че ресничките имат клетъчна уста и фаринкс, прах, храносмилателни и контрактилни вакуоли.

Всички еукариотни клетки са изолирани, отграничени от външната среда. В цитоплазмата има различни клетъчни органели, които вече са отделени от нея чрез техните мембрани. Ядрото съдържа ядрото, хроматина и ядрения сок. В цитоплазмата присъстват множество (по-големи, отколкото при прокариотите) различни включвания.

Еукариотните клетки се характеризират с висока подреденост на вътрешното съдържание. Такива отделениепостига се чрез разделяне на клетката на части чрез мембрани. Така се постига разделяне на биохимичните процеси в клетката. Молекулният състав на мембраните, наборът от вещества и йони на тяхната повърхност е различен, което определя тяхната функционална специализация.

В цитоплазмата има протеини-ензими на гликолизата, метаболизма на захарта, азотни основи, аминокиселини и липиди. Микротубулите се сглобяват от определени протеини. Цитоплазмата изпълнява обединяващи и рамкови функции.

Включенията са относително нестабилни компоненти на цитоплазмата, които са хранителни резерви, гранули за секретиране (продукти за отстраняване от клетката), баласт (редица пигменти).

Органелите са постоянни и изпълняват жизненоважни функции. Сред тях има органели от общо значение (рибозоми, полизоми, микрофибрили и центриоли и други) и специални в специализирани клетки (микровили, реснички, синаптични везикули и др.).

Структурата на животинската еукариотна клетка

Еукариотните клетки са способни на ендоцитоза (поемане на хранителни вещества от цитоплазмената мембрана).

Еукариотите (ако има такива) са с различно химично естество от прокариотите. В последния той се основава на муреин. При растенията е предимно целулоза, а при гъбите е хитин.

Генетичният материал на еукариотите се съдържа в ядрото и е опакован в хромозоми, които са комплекс от ДНК и протеини (главно хистони).

На Земята има само два вида организми: еукариоти и прокариоти. Те се различават значително по своята структура, произход и еволюционно развитие, което ще бъде разгледано подробно по-долу.

Във връзка с

Признаци на прокариотна клетка

Прокариотите иначе се наричат ​​предядрени. Прокариотната клетка няма други органели, които имат мембранна обвивка (ендоплазмен ретикулум, комплекс на Голджи).

Те също имат следните характеристики:

1. без обвивка и не образува връзки с протеини. Информацията се предава и чете непрекъснато.
2. Всички прокариоти са хаплоидни организми.
3. Ензимите се намират в свободно състояние (дифузно).
4. Те имат способността да образуват спори при неблагоприятни условия.
5. Наличието на плазмиди - малки екстрахромозомни ДНК молекули. Тяхната функция е предаването на генетична информация, повишаване на устойчивостта към много агресивни фактори.
6. Наличието на флагели и пили - външни протеинови образувания, необходими за движение.
7. Газовите вакуоли са кухини. Благодарение на тях тялото може да се движи във водния стълб.
8. Клетъчната стена в прокариотите (по-специално бактериите) се състои от муреин.
9. Основните методи за получаване на енергия при прокариотите са хемо- и фотосинтезата.

Те включват бактерии и археи. Примери за прокариоти: спирохети, протеобактерии, цианобактерии, кренархеоти.

внимание!Въпреки факта, че прокариотите нямат ядро, те имат неговия еквивалент - нуклеоид (кръгова ДНК молекула, лишена от черупки) и свободна ДНК под формата на плазмиди.

Структурата на прокариотната клетка

бактерии

Представителите на това царство са сред най-древните жители на Земята и имат висок процент на оцеляване в екстремни условия.

Има грам-положителни и грам-отрицателни бактерии. Основната им разлика е в структурата на клетъчната мембрана. Грам-положителните имат по-дебела обвивка, до 80% се състои от муреинова основа, както и полизахариди и полипептиди. При оцветяване по Грам дават лилав цвят. Повечето от тези бактерии са патогени. Грам-отрицателните имат по-тънка стена, която е отделена от мембраната от периплазменото пространство. Въпреки това, такава черупка има повишена здравина и е много по-устойчива на ефектите на антителата.

Бактериите играят много важна роля в природата:

1. Цианобактериите (синьо-зелени водорасли) помагат за поддържане на правилното ниво на кислород в атмосферата. Те образуват повече от половината от целия O2 на Земята.
2. Те допринасят за разграждането на органичните остатъци, като по този начин участват в кръговрата на всички вещества, участват в образуването на почвата.
3. Азотфиксатори върху корените на бобовите растения.
4. Те пречистват водата от отпадъци, например металургичната промишленост.
5. Те са част от микрофлората на живите организми, като помагат за усвояването на хранителните вещества в максимална степен.
6. Използват се в хранително-вкусовата промишленост за ферментация.Така се получават сирена, извара, алкохол, тесто.

внимание!В допълнение към положителната стойност, бактериите играят и отрицателна роля. Много от тях причиняват смъртоносни заболявания като холера, коремен тиф, сифилис и туберкулоза.

бактерии

Архея

Преди това те бяха комбинирани с бактерии в едно царство Дробянок. С течение на времето обаче стана ясно, че археите имат свой индивидуален еволюционен път и са много различни от другите микроорганизми по своя биохимичен състав и метаболизъм. Разграничават се до 5 вида, като най-изследваните са Euryarchaeots и Crenarchaeotes. Характеристиките на археите са:

• повечето от тях са хемоавтотрофи - синтезират органични вещества от въглероден диоксид, захар, амоняк, метални йони и водород;
• играят ключова роля в цикъла на азота и въглерода;
• участват в храносмилането при хората и много преживни животни;
• имат по-стабилна и издръжлива мембранна обвивка поради наличието на етерни връзки в глицерол-етерните липиди. Това позволява на археите да живеят в силно алкална или кисела среда, както и при условия на високи температури;
• клетъчната стена, за разлика от бактериите, не съдържа пептидогликан и се състои от псевдомуреин.

Структурата на еукариотите

Еукариотите са царство от организми, чиито клетки съдържат ядро. В допълнение към археите и бактериите, всички живи същества на Земята са еукариоти (например растения, протозои, животни). Клетките могат да варират значително по своята форма, структура, размер и функция. Въпреки това те са сходни в основите на живота, метаболизма, растежа, развитието, способността за дразнене и променливостта.

Еукариотните клетки могат да бъдат стотици или хиляди пъти по-големи от прокариотните клетки. Те включват ядрото и цитоплазмата с множество мембранни и немембранни органели.Мембраната включва: ендоплазмен ретикулум, лизозоми, комплекс Голджи, митохондрии,. Немембранни: рибозоми, клетъчен център, микротубули, микрофиламенти.

Структурата на еукариотите

Нека сравним еукариотни клетки от различни царства.

Царствата на еукариотите включват:

• протозои. Хетеротрофи, някои способни на фотосинтеза (водорасли). Те се размножават безполово, сексуално и по прост начин на две части. Повечето нямат клетъчна стена;
• растения. Те са производители, основният начин за получаване на енергия е фотосинтезата. Повечето растения са неподвижни и се размножават безполово, полово и вегетативно. Клетъчната стена е изградена от целулоза;
• гъби. Многоклетъчен. Правете разлика между по-ниско и по-високо. Те са хетеротрофни организми и не могат да се движат самостоятелно. Размножават се безполово, полово и вегетативно. Те съхраняват гликоген и имат здрава хитинова клетъчна стена;
• животни. Има 10 вида: гъби, червеи, членестоноги, бодлокожи, хордови и други. Те са хетеротрофни организми. Способен на самостоятелно движение. Основното складово вещество е гликогенът. Клетъчната стена е изградена от хитин, точно както при гъбите. Основният начин на размножаване е полов.

Таблица: Сравнителни характеристики на растителни и животински клетки

Структура	растителна клетка	клетка за животни
клетъчна стена	Целулоза	Състои се от гликокаликс - тънък слой от протеини, въглехидрати и липиди.
Основно местоположение	Разположен по-близо до стената	Намира се в централната част
Клетъчен център	Изключително в нисшите водорасли	Настояще
Вакуоли	Съдържа клетъчен сок	Съкратителна и храносмилателна.
Резервно вещество	нишесте	Гликоген
пластиди	Три вида: хлоропласти, хромопласти, левкопласти	Липсва
Хранене	автотрофен	хетеротрофен

Сравнение на прокариоти и еукариоти

Структурните характеристики на прокариотните и еукариотните клетки са значителни, но една от основните разлики се отнася до съхранението на генетичен материал и начина, по който се получава енергия.

Прокариотите и еукариотите фотосинтезират по различен начин. При прокариотите този процес протича върху мембранни израстъци (хроматофори), подредени в отделни купчини. Бактериите нямат флуорна фотосистема, поради което не отделят кислород, за разлика от синьо-зелените водорасли, които го образуват по време на фотолиза. Източниците на водород в прокариотите са сероводород, Н2, различни органични вещества и вода. Основните пигменти са бактериохлорофил (при бактерии), хлорофил и фикобилини (при цианобактерии).

От всички еукариоти само растенията са способни на фотосинтеза.Те имат специални образувания - хлоропласти, съдържащи мембрани, положени в грана или ламели. Наличието на фотосистема II позволява освобождаването на кислород в атмосферата по време на процеса на фотолиза на водата. Единственият източник на водородни молекули е водата. Основният пигмент е хлорофилът, а фикобилините присъстват само в червените водорасли.

Основните разлики и характерни черти на прокариотите и еукариотите са представени в таблицата по-долу.

Таблица: Прилики и разлики между прокариоти и еукариоти

Сравнение	прокариоти	еукариоти
Време за поява	Над 3,5 милиарда години	Около 1,2 милиарда години
Размери на клетките	До 10 µm	10 до 100 µm
Капсула	Яжте. Изпълнява защитна функция. Свързан с клетъчната стена	Отсъстващ
плазмената мембрана	Яжте	Яжте
клетъчна стена	Състои се от пектин или муреин	Има и други освен животни
Хромозоми	Вместо това, кръгова ДНК. Транслацията и транскрипцията се извършват в цитоплазмата.	Линейни ДНК молекули. Транслацията се извършва в цитоплазмата, докато транскрипцията се извършва в ядрото.
Рибозоми	Малък тип 70S. Намира се в цитоплазмата.	Голям 80S-тип, може да бъде прикрепен към ендоплазмения ретикулум, разположен в пластиди и митохондрии.
мембранен органел	Нито един. Има израстъци на мембраната - мезозоми	Има: митохондрии, комплекс Голджи, клетъчен център, ЕПС
Цитоплазма	Яжте	Яжте
	Липсва	Яжте
Вакуоли	Газ (аерозоми)	Яжте
Хлоропласти	Нито един. Фотосинтезата се извършва в бактериохлорофилите	Присъства само в растенията
Плазмиди	Яжте	Липсва
Ядро	Отсъстващ	Яжте
Микрофиламенти и микротубули.	Липсва	Яжте
Методи на разделяне	Свиване, пъпкуване, конюгация	Митоза, мейоза
Взаимодействие или контакти	Липсва	Плазмодесми, десмозоми или прегради
Видове клетъчно хранене	Фотоавтотрофен, фотохетеротрофен, хемоавтотрофен, хемохетеротрофен	Фототрофна (в растенията) ендоцитоза и фагоцитоза (в други)

Разлики между прокариоти и еукариоти

Прилики и разлики между прокариотни и еукариотни клетки

Заключение

Сравнението на прокариотен и еукариотен организъм е доста трудоемък процес, който изисква отчитане на много нюанси. Те имат много общо помежду си по отношение на структурата, протичащите процеси и свойствата на всички живи същества. Разликите са в изпълняваните функции, методите на хранене и вътрешната организация. Тези, които се интересуват от тази тема, могат да използват тази информация.

Характеристика на еукариотни клетки

Средният размер на една еукариотна клетка е около 13 микрона. Клетката е разделена от вътрешни мембрани на различни отделения (реакционни пространства). Три вида органелиясно отделена от останалата част от протоплазмата (цитоплазмата) чрез обвивка от две мембрани: клетъчно ядро, митохондрии и пластиди. Пластидите служат главно за фотосинтеза, а митохондриите за производство на енергия. Всички слоеве съдържат ДНК като носител на генетична информация.

Цитоплазмасъдържа различни органели, включително рибозоми, които също се намират в пластидите и митохондриите. Всички органели лежат в матрицата.

Характеристика на прокариотни клетки

Средният размер на прокариотните клетки е 5 микрона. Те нямат никакви вътрешни мембрани, освен издатини на вътрешните мембрани и плазмената мембрана. Вместо клетъчно ядро ​​има нуклеоид, лишен от обвивка и състоящ се от една молекула ДНК. В допълнение, бактериите могат да съдържат ДНК под формата на малки плазмиди, подобни на еукариотната екстрануклеарна ДНК.

IN прокариотни клетки, способни на фотосинтеза (синьо-зелени водорасли, зелени и лилави бактерии), има разнообразно структурирани големи издатини на мембраната - тилакоиди, по своята функция съответстващи на еукариотните пластиди.Прокариотите се характеризират с наличието на мурена торбичка - механично здрава елемент от клетъчната стена.

Основните компоненти на еукариотната клетка. Тяхното устройство и функции.

черупказадължително съдържа плазмена мембрана. Освен нея растенията и гъбите имат клетъчна стена, а животните – гликокаликс.

Растенията и гъбите секретират протопласт- цялото съдържание на клетката, с изключение на клетъчната стена.

Цитоплазмае вътрешната полутечна среда на клетката. Състои се от хиалоплазма, включвания и органели. В цитоплазмата се изолира екзоплазма (кортикалния слой лежи директно под мембраната, не съдържа органели) и ендоплазма (вътрешната част на цитоплазмата).

Хиалоплазма(цитозол) е основното вещество на цитоплазмата, колоиден разтвор на големи органични молекули.Осигурява връзката на всички компоненти на клетката

В него протичат основните метаболитни процеси, например гликолизата.

Включванияса незадължителни компоненти на клетката, които могат да се появяват и изчезват в зависимост от състоянието на клетката. Например: капки мазнина, нишестени гранули, протеинови зърна.

ОрганелиИма мембранни и немембранни.

Мембранните органели са едномембранни (EPS, AG, лизозоми, вакуоли) и двойна мембрана(пластиди, митохондрии).

ДА СЕ немембранниорганелите включват рибозоми и клетъчен център.

Органели на еукариотни клетки, тяхната структура и функции.

Ендоплазмения ретикулум- едномембранен органел. Това е система от мембрани, които образуват "резервоари" и канали, свързани помежду си и ограничаващи едно вътрешно пространство - EPS кухини. Има два вида EPS: 1) грапави, съдържащи рибозоми на повърхността си, и 2) гладки, мембраните на които не носят рибозоми.

Функции: 1) транспортиране на вещества от една част на клетката в друга, 2) разделяне на клетъчната цитоплазма на отделения ("компартменти"), 3) синтез на въглехидрати и липиди (гладък ER), 4) протеинов синтез (груб ER)

апарат на Голджи- едномембранен органел. Това е куп сплескани "резервоари" с разширени ръбове. С тях е свързана система от малки едномембранни везикули (везикули на Голджи). Всеки стек обикновено се състои от 4-6 "резервоара", представлява структурна и функционална единица на апарата на Голджи и се нарича диктиозома.

Функции на апарата на Голджи: 1) натрупване на протеини, липиди, въглехидрати, 2) „опаковане“ на протеини, липиди, въглехидрати в мембранни везикули, 4) секреция на протеини, липиди, въглехидрати, 5) синтез на въглехидрати и липиди, 6) място на образуване на лизозоми .

Лизозоми- едномембранни органели. Те са малки везикули, съдържащи набор от хидролитични ензими. Ензимите се синтезират върху грубия ER, преминават към апарата на Голджи, където се модифицират и опаковат в мембранни везикули, които след отделяне от апарата на Голджи се превръщат в собствени лизозоми. Разграждането на вещества от ензими се нарича лизис.

Функции на лизозомите: 1) вътреклетъчно смилане на органични вещества, 2) унищожаване на ненужни клетъчни и неклетъчни структури, 3) участие в процесите на клетъчна реорганизация.

Вакуоли- едномембранните органели са „резервоари", пълни с водни разтвори на органични и неорганични вещества. Течността, която изпълва растителната вакуола, се нарича клетъчен сок.

Функции на вакуола: 1) натрупване и съхранение на вода, 2) регулиране на водно-солевия метаболизъм, 3) поддържане на тургорното налягане, 4) натрупване на водоразтворими метаболити, резервни хранителни вещества, 5) оцветяване на цветя и плодове и по този начин привличане на опрашители и разпръсквачи на семена

Митохондриитеограничени от две мембрани. Външната мембрана на митохондриите е гладка, вътрешната образува множество гънки - кристи. Cristae увеличават повърхността на вътрешната мембрана, която е домакин на мултиензимни системи, участващи в синтеза на ATP молекули. Вътрешното пространство на митохондриите е изпълнено с матрица. Матрицата съдържа кръгова ДНК, специфична иРНК, рибозоми от прокариотен тип, ензими от цикъла на Кребс.

Митохондриални функции: 1) синтез на АТФ, 2) кислородно разграждане на органични вещества.

пластидихарактерни само за растителните клетки. Има три основни вида пластиди: левкопласти - безцветни пластиди в клетките на неоцветени части от растения, хромопласти - цветни пластиди, обикновено жълти, червени и оранжеви, хлоропласти - зелени пластиди.

Хлоропласти.В клетките на висшите растения хлоропластите имат формата на двойноизпъкнала леща. Хлоропластите са ограничени от две мембрани. Външната мембрана е гладка, вътрешната има сложна нагъната структура. Най-малката гънка се нарича тилакоид. Група от тилакоиди, подредени като купчина монети, се нарича грана. Тилакоидните мембрани съдържат фотосинтетични пигменти и ензими, които осигуряват синтеза на АТФ. Основният фотосинтетичен пигмент е хлорофилът, който определя зеления цвят на хлоропластите.

Вътрешното пространство на хлоропластите е запълнено строма. Стромата съдържа кръгова ДНК, рибозоми, ензими от цикъла на Калвин, нишестени зърна.

Функция на хлоропластите: фотосинтеза.

Функцията на левкопластите: синтез, натрупване и съхранение на резервни хранителни вещества.

Хромопласти.Стромата съдържа кръгова ДНК и пигменти - каротеноиди, които придават на хромопластите жълт, червен или оранжев цвят.

Функция на хромопластите:оцветяване на цветя и плодове и по този начин привличане на опрашители и разпръсквачи на семена.

Рибозоми- немембранни органели, около 20 nm в диаметър. Рибозомите са изградени от две субединици, голяма и малка. Химичният състав на рибозомите - протеини и рРНК. Молекулите на рРНК съставляват 50–63% от масата на рибозомата и образуват нейната структурна рамка. По време на протеиновата биосинтеза рибозомите могат да "работят" поотделно или да се комбинират в комплекси - полирибозоми (полизоми ) . В такива комплекси те са свързани помежду си от една молекула иРНК. Асоциирането на субединици в цяла рибозома се случва в цитоплазмата, като правило, по време на биосинтеза на протеини.

Функция на рибозомата:сглобяване на полипептидната верига (протеинов синтез).

цитоскелетсъставен от микротубули и микрофиламенти. Микротубулите са цилиндрични неразклонени структури. Основният химичен компонент е протеинът тубулин. Микротубулите се унищожават от колхицин. Микрофиламентите са нишки, изградени от протеина актин. Микротубулите и микрофиламентите образуват сложни възли в цитоплазмата.

Функции на цитоскелета: 1) определяне на формата на клетката, 2) опора за органели, 3) образуване на вретено на делене, 4) участие в клетъчните движения, 5) организация на потока на цитоплазмата.

Клетъчен центърСъдържа две центриоли и центросфера. Центриолът е цилиндър, чиято стена е образувана от девет групи от три слети микротубули. Центриолите са сдвоени, където са разположени под прав ъгъл един спрямо друг. Преди клетъчното делене центриолите се отклоняват към противоположните полюси и близо до всеки от тях се появява дъщерен центриол. Те образуват вретено на делене, което допринася за равномерното разпределение на генетичния материал между дъщерните клетки.

Функции: 1) осигуряване на дивергенция на хромозомите към полюсите на клетката по време на митоза или мейоза, 2) център на организация на цитоскелета.