Строение и функции клетки
1. Клеточная мембрана.
2. Цитоплазма и её органоиды.
3. Клетки прокариот и эукариот.
4. Вирусы как неклеточная форма жизни и их значение.
Клетка - элементарная единица живой системы потому, что в природе нет более мелких систем, которым присущи все без исключения признаки (свойства) живого.
Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться.
Специфические функции в клетке распределены между органоидами, внутриклеточными структурами. У многоклеточных организмов разные клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови у животных или клетки стебля, листьев, корня у растений) выполняют разные функции и поэтому различаются по структуре. Несмотря на многообразие форм, клетки разных типов обладают поразительным сходством в своих главных структурных особенностях.
Рис. 5.1. Клетка под электронным микроскопом: 1 - плазматическая мембрана; 2 - эндоплазматическая сеть; 3 - центриоль; 4 - межклеточное пространство; 5 - пиноцитозный канал; 6 - пиноцитозный пузырек; 7 - комплекс Гольджи; 8 - ядро; 9 - ядрышко; 10 - ядерная оболочка; 11 - лизосома; 12 - митохондрия.
- Клеточная мембрана
В каждой клеточной оболочке можно выделить как минимум два слоя. Внутренний слой прилегает к цитоплазме и представлен плазматической мембраной, над которой формируется наружный слой. В животной клетке - гликокаликс из сложных органических соединений, в растительной клетке - клеточная стенка из целлюлозы, в клетках грибов клеточная стенка из хитина. Толщина плазматической мембраны — примерно 7,5 нм (1нм = 10-9 м). Функции клеточной мембраны:
n Барьерная (отделяет содержимое клетки от внешней среды)
n Связь с окружающей средой (транспорт веществ)
n Связь между клетками тканей в многоклеточных организмах
n Защитная
Рис. 5.2. Схема строения плазматической мембраны
Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю ее толщу, погружены в липидный слой или располагаются на внешней и внутренней поверхности мембраны (рис. 5.2). К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности, прикреплены углеводы. Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобразными указателями типа клеток. Например, с помощью этих указателей сперматозоиды узнают яйцеклетку. Благодаря мембранным «антеннам» клетки, принадлежащие к одному типу, удерживаются вместе, образуя ткани. Белковые молекулы обеспечивают избирательный транспорт сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других веществ из клетки или в клетку.
Плазматическая мембрана полупроницаема, то есть способна пропускать только определённые вещества. Через поры в клетку пассивно поступают вода и некоторые ионы. Активный перенос веществ (с затратой энергии) происходит с помощью специальных белков, входящих в состав плазматической мембраны, фагоцитоза и пиноцитоза.
Фагоцитоз (от греч. «фагос» - пожирать и «цитос» - клетка) – захват плазматической мембраной твердых частиц и втягивание их внутрь клетки. Это явление можно наблюдать, при захвате амебой более мелких одноклеточных или при захвате бактерий, проникших в организм животного или человека, лейкоцитами крови. Пиноцитоз (от греч. «пино» - пью и «цитос» - клетка) – транспорт растворимых в жидкости мелких частиц или молекул. Он характерен для клеток растений, животных и грибов. Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца (рис.5.3.-№5), в который попадает жидкость с растворенными в ней веществами.
Рис. 5.3. Пиноцитозный канал
От канальца затем отпочковываются пузырьки (рис. 5.4.-№6).
Рис. 5.4. Пиноцитозный пузырек.
Цитоплазма и её органоиды
Цитоплазма - внутренняя среда клетки. Обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. В цитоплазме происходит большинство химических и физиологических процессов клетки. Синтезированные вещества перемещаются внутри клетки или выводятся из нее.
Цитоплазма включает различные органоиды.
Органоиды - постоянные специализированные структуры в клетках. Пространство между ними заполнено цитозолем - вязким водным раствором различных солей и органических веществ, пронизанным системой белковых нитей - цитоскелетом.
В состав цитоплазмы входят: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, лизосомы, органоиды движения и др.
В клетке - единая мембранная система, в которой взаимосвязаны эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и лизосомы.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) выполняет функцию синтеза и транспорта органических веществ. Это ажурная конструкция из соединенных полостей, канальцев и трубочек (рис. 5.5.-№2). Они ограничены мембраной, сходной по строению с плазматической.
Рис. 5.5. Эндоплазматическая сеть в клетке
Рис. 5.6. Схема строения эндоплазматической сети
1 - свободные рибосомы; 2 - полости; 3 - рибосомы, прикрепленные к мембранам;
4 - ядерная оболочка.
К мембранам эндоплазматической сети прикреплено большое число рибосом.
Поступающие в просветы полостей и канальцев эндоплазматической сети продукты биосинтеза концентрируются и транспортируются в специальный аппарат - комплекс Гольджи (рис. 5.7.-№7).
Рис. 5.7. Комплекс Гольджи в клетке
Этот органоид, имеющий размер 5-10 мкм (1мкм =10-6 м), состоит из 3-8 сложенных стопкой, уплощенных, слегка изогнутых полостей (рис. 5.8.).
Рис. 5.8. Схема строения комплекса Гольджи
Комплекс Гольджи участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формировании лизосом.
В цитоплазме пиноцитозные и фагоцитозные пузырьки передвигаются и сливаются с лизосомами (от греч. «лизео» - растворяю и «сома» - тело). Лизосомы (рис.5.9. -№11).
Рис. 5.9. Лизосомы в клетке
