История открытия цитоплазмы

Содержание
  1. Все о цитоплазме клетки: химический состав, физическая структура и строение, основные функции
  2. Что такое цитоплазма
  3. Химический состав
  4. Основные характеристики
  5. Структура и компоненты
  6. Цитосоль, органоиды, включения
  7. Функции цитоплазмы в клетке
  8. Транспорт веществ
  9. Запас питательных веществ
  10. Плазматическая мембрана
  11. Клетки растений и животных
  12. История протоплазмы, общие характеристики, компоненты, функции / биология
  13. история
  14. Протоплазматическая теория
  15. Общие характеристики
  16. компоненты
  17. Плазменная мембрана
  18. цитоплазма
  19. цитозоль
  20. цитоскелет
  21. органеллы
  22. нуклеоплазмы
  23. функции
  24. Физиологические свойства
  25. ссылки
  26. Строение и функции цитоплазмы. Ключевые органеллы цитоплазмы
  27. Строение
  28. Функции
  29. Движение цитоплазмы
  30. Сводная таблица строения и функций цитоплазмы
  31. Конспект
  32. Строение и функции клетки
  33. Структура и функции мембран клетки
  34.  Цитоплазма
  35.  Строение и функции клеточного ядра

Все о цитоплазме клетки: химический состав, физическая структура и строение, основные функции

История открытия цитоплазмы

> Наука > Биология > Цитоплазма: химический состав, строение и основные функции

Цитоплазма является, пожалуй, самой важной частью любой клеточной структуры, представляющей собой своего рода «соединительную ткань» между всеми составляющими клетки.

Функции и свойства цитоплазмы многообразны, ее роль в обеспечении жизнедеятельности клетки вряд ли можно переоценить.

В данной статье описаны большинство процессов, происходящих в наименьшей живой структуре на макроуровне, где основная роль отведена гелеобразной массе, заполняющей внутренний объем клетки и придающей последней внешний вид и форму.

  • Что такое цитоплазма
  • Химический состав
  • Основные характеристики
  • Структура и компоненты
  • Цитосоль, органоиды, включения
  • Функции цитоплазмы в клетке
  • Транспорт веществ
  • Запас питательных веществ
  • Плазматическая мембрана
  • Клетки растений и животных

Что такое цитоплазма

Цитоплазма представляет собой вязкое (желеподобное) прозрачное вещество, которое заполняет каждую клетку и ограничено клеточной мембраной. В ее состав входят вода, соли, белки и другие органические молекулы.

Все органоиды эукариотов, такие как ядро, эндоплазматический ретикулят и митохондрии, расположены в цитоплазме. Часть ее, которая не содержится в органоидах, называется цитосоль.

Хотя может показаться, что цитоплазма не имеет ни формы, ни структуры на самом деле она представляет собой высокоорганизованное вещество, которое обеспечивается за счет так называемого цитоскелета (белковая структура).

Открыта была цитоплазма в 1835 году Робертом Брауном и другими учеными.

: к прокариотам относятся также бактерии, почему?

Химический состав

Главным образом цитоплазма представляет собой субстанцию, которая заполняет клетку. Эта субстанция вязкая, подобная гелю, состоит на 80% из воды и, обычно, является прозрачной и бесцветной.

Цитоплазма — субстанция жизни, которую также называют молекулярным супом, в котором клеточные органоиды находятся во взвешенном состоянии и соединены друг с другом двухслойной липидной мембраной.

Цитоскелет, находящийся в цитоплазме, придает ей форму. Процесс цитоплазматического течения обеспечивает перемещение полезных веществ между органоидами и вывод продуктов жизнедеятельности.

Эта субстанция содержит много солей и является хорошим проводником электричества.

Как было сказано, субстанция состоит на 70−90% из воды и является бесцветной. Большинство клеточных процессов происходят в ней, например, гликоз, метаболизм, процессы клеточного деления.

Внешний прозрачный стеклообразный слой называется эктоплазмой или клеточной корой, внутренняя часть субстанции носит название эндоплазмы.

В клетках растений имеет место процесс цитоплазматического течения, представляющий собой течение цитоплазмы вокруг вакуоля.

Основные характеристики

Следует перечислить следующие свойства цитоплазмы:

  • Цитоплазму можно разделить на две части: эндоплазма, представляющая собой ее центральную область с органоидами, и эктоплазма — периферическая ее часть, подобная гелю.
  • Цитоплазма представляет собой жидкую субстанцию, заполняющую пространство между клеточной мембраной и органоидами;
  • Различные части желеобразной массы окрашены в разные оттенки цветов и называются эргатоплазмой;
  • Смесь разнообразных гранул, органических образований придает ей коллоидную консистенцию;
  • Периферийная зона цитоплазмы более вязкая и желатинообразная, чем остальная ее часть, и называется плазмогель. Слой же цитоплазмы вокруг клеточного ядра имеет более высокую текучесть, чем остальная ее часть, и называется плазмосоль;
  • Физическая природа субстанции — коллоидное состояние. Она состоит в основном из воды и частиц различной формы и размера, взвешенные в ней;
  • Содержит протеины, из которых 20−25% являются растворимыми в воде, включая ферменты;
  • Также здесь находятся некоторые аминокислоты, углеводороды, неорганические соли, липиды и липидоподобные вещества;
  • Плазмогель способен абсорбировать либо выделять воду в соответствии с потребностями клетки;
  • Она имеет целую систему организованных волокон, которые можно наблюдать используя специальную технику раскрашивания;
  • Субстанция химически представляет собой 90% воды и 10% органических и неорганических образований.

Структура и компоненты

В прокариотах (например, бактерии), которые не имеют ядра, соединенного с мембраной, цитоплазма представляет все содержимое клетки внутри плазматической мембраны. В эукариотах (например, клетки растений и животных) цитоплазма образована тремя отличающимися друг от друга компонентами: цитосоль, органоиды, различные частицы и гранулы, носящие название цитоплазматических включений.

Цитосоль, органоиды, включения

Цитосоль представляет собой полужидкий компонент, расположенный внешне по отношению к ядру и внутри плазматической мембраны.

Цитосоль составляет приблизительно 70% объема клетки и состоит из воды, волокон цитоскелета, солей и органических и неорганических молекул, растворенных в воде.

Также содержит протеины и растворимые структуры такие, как рибосомы и протеасомы. Внутренняя часть цитосоля, наиболее текучая и гранулированная, называется эндоплазмой.

Сеть волокон и высокие концентрации растворенных макромолекул, например, белков приводят к образованию макромолекулярных скоплений, которые сильно влияют на перенос веществ между компонентами цитоплазмы.

Органоид означает «маленький орган», который связан с мембраной. Органоиды находятся внутри клетки и выполняют специфические функции, необходимые для поддержания жизни этого наименьшего кирпичика жизни. Органоиды представляют собой маленькие клеточные структуры, выполняющие специальные функции. Можно привести следующие примеры:

  • митохондрии;
  • рибосомы;
  • ядро;
  • лизосомы;
  • хлоропласты (в растениях);
  • эндоплазматическая сеть;
  • аппарат Гольджи.

Внутри клетки также находится цитоскелет — сеть волокон, помогающих ей сохранять свою форму.

Цитоплазматические включения представляют собой частицы, которые временно находятся во взвешенном состоянии в желеобразной субстанции и состоят из макромолекул и гранул. Можно встретить три типа таких включений: секреторные, питательные, пигментные.

В качестве примера секреторных включений можно назвать белки, ферменты и кислоты. Гликоген (молекула для хранения глюкозы) и липиды — яркие примеры питательных включений, меланин, находящийся в клетках кожи, является примером пигментных включений.

Цитоплазматические включения, будучи небольшими частицами, взвешенными в цитосоле, представляют собой разнообразную гамму включений, присутствующих в различного типа клетках. Это могут быть как кристаллы оксалата кальция или диоксида кремния в растениях, так и гранулы крахмала и гликогена.

Широкую гамму включений представляют собой липиды, имеющие сферическую форму, присутствующие как в прокариотах, так и в эукариотах, и служащие для накопления жиров и жирных кислот. Например, такие включения занимают большую часть объема адипоситов — специализированных накопительных клеток.

Функции цитоплазмы в клетке

Наиболее важные функции можно представить в виде следующей таблицы:

  • обеспечение формы клетки;
  • среда обитания органоидов;
  • транспорт веществ;
  • запас полезных веществ.

Цитоплазма служит для поддержки органоидов и клеточных молекул. Множество клеточных процессов происходит в цитоплазме.

Некоторые из этих процессов включают синтез белков, первый этап клеточного дыхания, который носит название гликолиз, процессы митоза и мейоза.

Кроме того, цитоплазма помогает перемещаться гормонам по клетке, также через нее осуществляется вывод продуктов жизнедеятельности.

Большинство разных действий и событий происходит именно в этой желатиноподобной жидкости, в которой содержатся ферменты, способствующие разложению продуктов жизнедеятельности, также здесь проходит множество процессов метаболизма. Цитоплазма обеспечивает клетку формой, заполняя ее, помогает поддерживать органоиды на своих местах. Без нее клетка выглядела бы «сдутой», и различные вещества не могли бы легко перемещаться от одного органоида к другому.

Транспорт веществ

Жидкая субстанция содержимого клетки очень важна для поддержания ее жизнедеятельности, так как позволяет легко обмениваться питательными веществами между органоидами.

Такой обмен обязан процессу цитоплазматического течения, представляющему собой потоки цитосоля (наиболее подвижная и текучая часть цитоплазмы), переносящие питательные вещества, генетическую информацию и другие вещества от одного органоида к другому.

Некоторые процессы, которые происходят в цитосоле, включают в себя также перенос метаболитов. Органоид может производить аминокислоту, жирную кислоту и другие вещества, которые через цитосоль перемещаются к органоиду, нуждающемуся в этих веществах.

Цитоплазматические потоки приводят к тому, что сама клетка может перемещаться. Некоторые наименьшие жизненные структуры снабжены ресничками (маленькие, похожие на волос образования снаружи клетки, позволяющие последней перемещаться в пространстве). Для других же клеток, например, амебы единственной возможностью перемещаться является перемещение жидкости в цитосоле.

Запас питательных веществ

Помимо транспорта различного материала, жидкое пространство между органоидами выступает в роли своего рода камеры хранения этих материалов до момента, когда они действительно потребуются тому или иному органоиду.

Внутри цитосоля во взвешенном состоянии находятся протеины, кислород и различные строительные блоки.

Помимо полезных веществ, в цитоплазме содержатся и продукты метаболизма, которые ждут своей очереди, пока процесс удаления не выведет их из клетки.

Плазматическая мембрана

Клеточная, или плазматическая, мембрана представляет собой образование, препятствующее вытеканию цитоплазмы из клетки.

Эта мембрана состоит из фосфолепидов, образующих двойной липидный слой, который является полупроницаемым: лишь определенные молекулы могут проникать через этот слой.

Протеины, липиды и другие молекулы могут проникать через клеточную мембрану посредством процесса эндоцитоза, при котором образуется пузырек с этими веществами.

Пузырек, включающий в себя жидкость и молекулы, отрывается от мембраны, образуя при этом эндосому. Последняя перемещается внутри клетки к своим адресатам. Продукты жизнедеятельности выводятся посредством процесса экзоцитоза.

В этом процессе пузырьки, образующиеся в аппарате Гольджи, соединяются с мембраной, которая выталкивает их содержимое в окружающую среду.

Также мембрана обеспечивает форму клетки и служит опорной платформой для цитоскелета и клеточной стенки (в растениях).

Клетки растений и животных

Подобие внутреннего содержимого клеток растений и животных говорит об их одинаковом происхождении. Цитоплазма обеспечивает механическую поддержку внутренним структурам клетки, которые находятся в ней во взвешенном состоянии.

Цитоплазма поддерживает форму и консистенцию клетки, а также содержит множество химических веществ, являющихся ключевыми для поддержания жизненных процессов и метаболизма.

Реакции метаболизма, такие как гликоз и синтез протеинов, происходят в желеобразном содержимом. В клетках растений, в отличие от животных, присутствует движение цитоплазмы вокруг вакуоли, которое известно как цитоплазматическое течение.

Цитоплазма клеток животных представляет собой вещество, подобное гелю, растворенному в воде, она заполняет весь объем клетки и содержит белки и другие важные молекулы, необходимые для жизнедеятельности. Гелеобразная масса содержит протеины, углеводороды, соли, сахара, аминокислоты и нуклеотиды, все клеточные органоиды и цитоскелет.

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/tsitoplazma-himicheskij-sostav-stroenie-i-osnovnye-funktsii.html

История протоплазмы, общие характеристики, компоненты, функции / биология

История открытия цитоплазмы

протоплазма это живой материал клетки. Эта структура была впервые идентифицирована в 1839 году как различимая жидкость стены. Это считалось прозрачным, вязким и растяжимым веществом. Это было интерпретировано как структура без очевидной организации и с многочисленными органеллами.

Считается, что протоплазма – это целая часть клетки, которая находится внутри плазматической мембраны. Однако некоторые авторы включили в протоплазму клеточную мембрану, ядро ​​и цитоплазму.

В настоящее время термин протоплазма широко не используется. Вместо этого ученые предпочли обратиться непосредственно к клеточным компонентам.

индекс

  • 1 История
    • 1.1 Протоплазматическая теория
  • 2 Общие характеристики
  • 3 компонента
    • 3.1 Плазменная мембрана
    • 3.2 Цитоплазма
    • 3.3 Цитозол
    • 3.4 Цитоскелет
    • 3.5 Органеллы
    • 3.6 Нуклеоплазма
  • 4 функции
    • 4.1 Физиологические свойства
  • 5 ссылок

история

Термин протоплазма приписан шведскому анатому Яну Пуркине в 1839 году. Он использовался для обозначения учебного материала эмбрионов животных..

Однако уже в 1835 году зоолог Феликс Дюжарден описывает вещество внутри корневищ. Это дает название саркода и указывает, что он имеет физические и химические свойства.

Позже, в 1846 году немецкий ботаник Уго фон Моль вновь ввел термин протоплазма, чтобы обозначить вещество, присутствующее в растительных клетках..

В 1850 году ботаник Фердинанд Кон унифицирует термины, указывая, что как у растений, так и у животных имеется протоплазма. Исследователь отмечает, что у обоих организмов вещество, заполняющее клетки, одинаково.

В 1872 году Бил ввел термин биоплазма. В 1880 году Ханштейн предложил слово протопласт, новый термин для обозначения всей ячейки, за исключением клеточной стенки. Этот термин использовался некоторыми авторами для замены клетки.

В 1965 году Ларди ввела термин цитозоль, который затем был использован, чтобы назвать жидкость внутри клетки.

Протоплазматическая теория

В конце XIX века анатом Макс Шульце предположил, что фундаментальной основой жизни является протоплазма. Шульце предположил, что протоплазма является веществом, которое регулирует жизнедеятельность тканей у живых существ.

Считается, что работы Шульце являются отправной точкой протоплазматической теории. Эта теория была поддержана предложениями Томаса Хаксли в 1868 году и других ученых того времени..

Протоплазматическая теория утверждает, что протоплазма является физической основой жизни. Таким образом, изучение этого вещества позволило бы понять функционирование живых существ, включая механизмы наследования..

С лучшим пониманием клеточной структуры и функционирования, протоплазматическая теория утратила свою силу.

Общие характеристики

Протоплазма состоит из различных органических и неорганических соединений. Наиболее распространенным веществом является вода, которая составляет почти 70% от общего веса и выполняет функции конвейера, растворителя, терморегулятора, смазочного материала и конструкционного элемента..

Кроме того, 26% протоплазмы состоит в основном из органических макромолекул. Это большие молекулы, образованные в результате полимеризации более мелких субъединиц.

Среди них есть углеводы, макромолекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые накапливают энергию для клетки. Они используются в различных метаболических и структурных функциях протоплазмы.

Существуют также различные типы липидов (нейтральные жиры, холестерин и фосфолипиды), которые также служат источником энергии для клетки. Кроме того, они являются составной частью мембран, которые регулируют различные протоплазматические функции.

Белки составляют почти 15% состава протоплазмы. Среди них у нас есть структурные белки. Эти белки образуют протоплазматический каркас, способствуя их организации и клеточному транспорту..

Другие белки, присутствующие в протоплазме, являются ферментами. Они действуют как катализаторы (вещества, которые изменяют скорость химической реакции) всех метаболических процессов..

Также присутствуют различные неорганические ионы, которые соответствуют только 1% их состава (калий, магний, фосфор, сера, натрий и хлор). Они способствуют поддержанию pH протоплазмы.

компоненты

Протоплазма состоит из плазматической мембраны, цитоплазмы и нуклеоплазмы. Однако в настоящее время, благодаря достижениям электронной микроскопии, известно, что клеточная структура еще более сложна.

Существует также большое количество субклеточных компартментов и структурно очень сложное клеточное содержимое. Помимо органелл, которые включены сюда как часть цитоплазмы.

Плазменная мембрана

Плазматическая мембрана или плазмалемма состоит примерно из 60% белков и 40% липидов. Его структурное расположение объясняется моделью жидкостной мозаики. В этой мембране представлен бислой фосфолипидов, в которые встраиваются белки.

Считается, что все клеточные мембраны имеют одинаковую структуру. Тем не менее, плазмалемма является самой толстой мембраной в клетке.

Плазмалемма не наблюдается с помощью оптического микроскопа. Только в конце 50-х годов двадцатого века его структура могла быть детализирована.

цитоплазма

Цитоплазма определяется как весь материал клетки, находящийся внутри плазмалеммы, за исключением ядра. Все органеллы включены в цитоплазму (клеточные структуры с определенной формой и функцией). Также вещество, в которое погружены различные клеточные компоненты.

цитозоль

Цитозоль является жидкой фазой цитоплазмы. Это почти жидкий гель, содержащий более 20% белков клетки. Большинство из них являются ферментами.

цитоскелет

Цитоскелет представляет собой белковый каркас, который образует клеточный каркас. Он образован микрофиламентами и микротрубочками. Микрофиламенты в основном состоят из актина, хотя есть и другие белки.

Эти нити имеют разный химический состав в разных типах клеток. Микротрубочки представляют собой трубчатые структуры, образованные в основном из тубулина..

органеллы

Органеллы – это клеточные структуры, которые выполняют определенную функцию. Каждый из них ограничен мембранами. Некоторые органеллы имеют только одну мембрану (вакуоль, диктиосомы), а другие ограничены двумя мембранами (митохондрии, хлоропласты).

Мембраны органелл имеют ту же структуру, что и плазмалемма. Они тоньше, а их химический состав различается в зависимости от выполняемой ими функции..

Внутри органелл происходят различные химические реакции, катализируемые специфическими ферментами. С другой стороны, они способны двигаться в водной фазе цитоплазмы.

В органеллах происходят различные реакции, имеющие большое значение для функционирования клетки. В них происходит выделение веществ, фотосинтез и аэробное дыхание, среди прочего

нуклеоплазмы

Ядро – это клеточная органелла, которая содержит генетическую информацию клетки. В одних и тех же клеточных процессах происходят процессы.

Распознаются три компонента ядра: ядерная оболочка, нуклеоплазма и ядрышко. Ядерная оболочка отделяет ядро ​​от цитоплазмы и состоит из двух мембранных единиц. 

Нуклеоплазма – это внутреннее вещество, внутренне ограниченное ядерной оболочкой. Это водная фаза, которая содержит большое количество белков. В основном это ферменты, которые регулируют метаболизм нуклеиновых кислот.

Хроматин (ДНК в его дисперсной фазе) содержится в нуклеоплазме. Кроме того, представлено ядрышко, представляющее собой структуру, образованную белками и РНК..

функции

Все процессы, происходящие в клетке, связаны с протоплазмой через различные ее компоненты..

Плазматическая мембрана является селективным структурным барьером, который контролирует отношения между клеткой и окружающей ее средой. Липиды препятствуют прохождению гидрофильных веществ. Белки контролируют вещества, которые могут проникать через мембрану, регулируя вход и выход их в клетку.

В цитозоле происходит несколько химических реакций, таких как гликолиз. Это непосредственно влияет на изменение клеточной вязкости, амебоидного движения и циклов. Кроме того, это имеет большое значение в формировании митотического веретена во время деления клеток..

В цитоскелете микрофиламенты связаны с клеточным сокращением и движением. В то время как микротрубочки вмешиваются в клеточный транспорт и способствуют формированию клетки. Они также участвуют в формировании центриолей, ресничек и жгутиков..

Внутриклеточный транспорт, а также трансформация, сборка и секреция веществ являются обязанностью эндоплазматического ретикулума и диктиосом..

Процессы трансформации и накопления энергии происходят в фотосинтезирующих организмах, имеющих хлоропласты. Получение АТФ через клеточное дыхание происходит в митохондриях.

Физиологические свойства

Три физиологические свойства, связанные с протоплазмой были описаны. Это обмен веществ, размножение и раздражительность.

Все метаболические процессы клетки происходят в протоплазме. Некоторые процессы являются анаболическими и связаны с синтезом протоплазмы. Другие являются катаболическими и вмешиваются в их распад. Метаболизм включает такие процессы, как пищеварение, дыхание, всасывание и выведение..

Все процессы, связанные с размножением путем деления клеток, а также кодирование для синтеза белков, необходимых для всех клеточных реакций, происходят в ядре клетки, содержащейся в протоплазме..

Раздражительность – это реакция протоплазмы на внешний раздражитель. Это может вызвать физиологический ответ, который позволяет клетке адаптироваться к окружающей ее среде..

ссылки

  1. Liu D (2017) Клетка и протоплазма как контейнер, объект и вещество: 1835-1861. Журнал истории биологии 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Alvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez and M Miguel (1997) Цитология и гистология растений и животных. Биология животных и растительных клеток и тканей. Второе издание. Макгроу Хилл-Интемерикана Испании. Мадрид, Испания 960 р.
  3. Уэлч Г.Р. и Дж. Клегг (2010) От протоплазматической теории к биологии клеточных систем: 150-летнее отражение. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR и J Clegg (2012) Клетка против протоплазмы: ревизионистская история. Cell Biol. Int. 36: 643-647.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/protoplasma-historia-caractersticas-generales-componentes-funciones.html

Строение и функции цитоплазмы. Ключевые органеллы цитоплазмы

История открытия цитоплазмы

Цитоплазму называют внутренней средой организма, потому что она постоянно перемещается и приводит в движение все клеточные компоненты. В цитоплазме постоянно идут обменные процессы, содержатся все органические и не органические вещества.

Строение

Цитоплазма состоит из постоянной жидкой части – гиалоплазмы и элементов, которые меняются – органелл и включений.

Органеллы цитоплазмы делятся на мембранные и немембранные, последние в свою очередь могут быть двухмембранные и одномембранные.

  1. Немембранные органеллы: рибосомы, вакуоли, центросома, жгутики.
  2. Двухмембранные органеллы: митохондрии, пластиды, ядро.
  3. Одномембранные органеллы: аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли эндоплазматический ретикулум.

Также к компонентам цитоплазмы относятся клеточные включения, представлены в виде липидных капель или гранул гликогена.

Основные признаки цитоплазмы:

  • Бесцветная;
  • эластичная;
  • слизисто-вязкая;
  • структурированная;
  • подвижная.

Жидкая часть цитоплазмы по своему химическому составу отличается в клетках разной специализации. Основное вещество – вода от 70% до 90%, также в состав входят протеины, углеводы, фосфолипиды, микроэлементы, соли.

Кислотно-щелочное равновесие поддерживается на уровне 7,1–8,5pH (слабощелочное).

Цитоплазма, при изучении на большом увеличении микроскопа, не является однородной средой. Различают две части – одна находится на периферии в области плазмолеммы (эктоплазма), другая – возле ядра (эндоплазма).

Эктоплазма служит связующим звеном с окружающей средой, межклеточной жидкостью и соседними клетками. Эндоплазма – это место расположения всех органелл.

В структуре цитоплазмы выделяют особые элементы – микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки – немембранные органоиды, необходимые для перемещения органелл внутри клетки и образования цитоскелета.

Глобулярный белок тубулин – основное строительное вещество для микротрубочек. Одна молекула тубулина в диаметре не превышает 5нм.

При этом молекулы способны объединятся друг с другом, вместе образуя цепочку. 13 таких цепочек формируют микротрубочку диаметром 25нм.

Молекулы тубулина находятся в постоянном движении для формирования микротрубочек, если на клетку воздействуют неблагоприятные факторы, процесс нарушается. Микротрубочки укорачиваются или вовсе денатурируются. Эти элементы цитоплазмы очень важны в жизни растительных и бактериальных клеток, так как принимают участие в строении их оболочек.

Микротрубочки и микрофиламенты

Микрофиламенты – это субмикроскопические немембранные органеллы, которые образуют цитоскелет. Также входят в состав сократительного аппарата клетки.

Микрофиламенты состоят из двух видов белка – актина и миозина. Актиновые волокна тонкие до 5нм в диаметре, а миозиновые толстые – до 25нм. Микрофиламенты в основном сосредоточены в эктоплазме.

Существуют также специфические филаменты, которые характерны для конкретного вида клеток.

Микротрубочки и микрофиламенты вместе образуют цитоскелет клетки, который обеспечивает взаимосвязь всех органелл и внутриклеточный метаболизм.

В цитоплазме также выделяют высокомолекулярные биополимеры. Они объединяются в мембранные комплексы, которые пронизывают все внутреннее пространство клетки, предопределяют месторасположение органелл, отграничивают цитоплазму от клеточной стенки.

Особенности строения цитоплазмы заключаются в способности изменять свою внутреннюю среду. Она может пребывать в двух состояниях: полужидком (золь) и вязком (гель). Так, в зависимости от влияния внешних факторов (температура, радиация, химические растворы), цитоплазма переходит из одного состояния в другое.

Функции

  • Наполняет внутриклеточное пространство;
  • связывает между собой все структурные элементы клетки;
  • транспортирует синтезированные вещества между органоидами и за пределы клетки;
  • устанавливает месторасположение органелл;
  • является средой для физико-химических реакций;
  • отвечает за клеточный тургор, постоянство внутренней среды клетки.

Функции цитоплазмы в клетке зависят также от вида самой клетки: растительная она, животная, эукариотическая или прокариотическая. Но во всех живых клетках в цитоплазме происходит важное физиологическое явление – гликолиз. Процесс окисления глюкозы, который осуществляется в аэробных условиях и заканчивается высвобождением энергии.

Движение цитоплазмы

Цитоплазма находится в постоянном движении, эта характеристика имеет огромное значение в жизни клетки. Благодаря движению возможны метаболические процессы внутри клетки и распределение синтезированных элементов между органеллами.

Биологи наблюдали движение цитоплазмы в больших клетках, при этом следя за перемещением вакуоль. За движение цитоплазмы отвечают микрофиламенты и микротрубочки, которые приводятся в действие при наличии молекул АТФ.

Движение цитоплазмы показывает, насколько активны клетки и способны к выживанию. Этот процесс зависим от внешних воздействий, поэтому малейшие изменения окружающих факторов приостанавливают или ускоряют его.

Роль цитоплазмы в биосинтезе белка. Биосинтез белка осуществляется при участии рибосом, они же непосредственно находятся в цитоплазме или на гранулярной ЭПС. Также через ядерные поры в цитоплазму поступает иРНК, которая несет информацию, скопированную с ДНК. В экзоплазме содержатся необходимые аминокислоты для синтеза белка и ферменты, катализирующие эти реакции.

Сводная таблица строения и функций цитоплазмы

Структурные элементыСтроениеФункции
ЭктоплазмаПлотный слой цитоплазмыОбеспечивает связь с внешней средой
ЭндоплазмаБолее жидкий слой цитоплазмыМесто расположения органоидов клетки
МикротрубочкиПостроены из глобулярного белка – тубулина с диаметром 5нм, который способен полимеризироватьсяОтвечают за внутриклеточный транспорт
МикрофиламентыСостоят из актиновых и миозиновых волоконОбразуют цитоскелет, поддерживают связь между всеми органеллами

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (13 4,54 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/citoplazma-stroenie-i-funkcii/

Конспект

История открытия цитоплазмы

Раздел ЕГЭ: 2.4. Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки — основа ее целостности.

Строение и функции клетки

Клетка представляет собой элементарную систему биополимеров, ограниченных мембраной, образующих основные структурные компоненты — оболочку, цитоплазму и ядро, обеспечивающих метаболические процессы и осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы. Это элементарная структурно-функциональная и генетическая единица живого.

Ранее изученная информация о строении и функции клеток в 6-9 классах:

Структура и функции мембран клетки

Биологическая мембрана образована билипидным слоем жидких фосфолипидов. Молекулы липидов гидрофильными концами обращены наружу, а гидрофобными — друг к другу. Белковые молекулы могут находиться на поверхностях липидов (периферические белки), пронизывать один слой (полуинтегралъные) и оба слоя (интегральные) липидов.

Липиды и белки удерживаются гидрофильно-гидрофобными взаимодействиями. На поверхности мембран располагается гликокачикс — разветвленные гликопротеиновые структуры, которые обеспечивают рецепторную функцию и взаимосвязь клеток многоклеточного организма. Свойства: пластичность; способность к самозамыканию: избирательная проницаемость.

 Функции: структурная; регуляторная; защитная; рецепторная; ферментативная; разграничительная.

Плазмалемма — цитоплазматическая мембрана, покрывающая клетку. На наружной поверхности мембраны имеется гликокаликс. У животных клеток она может быть покрыта муцином, слизью, хитином; у растений — целлюлозой, лигнином. Функции: барьерная; регуляторная; рецепторная; структурная.

Эндоцитоз — поступление веществ в клетку. Способы поступления веществ в клетку:

  • простая диффузия — поступление в клетку ионов и мелких молекул через плазмалемму по градиенту концентрации без затрат энергии;
  • осмос — поступление в клетку растворителя (воды) по градиенту концентрации без затрат энергии;
  • облегченная диффузия — перемещение веществ с участием белков-переносчиков (пермеаз) по градиенту концентрации без затрат энергии (некоторые аминокислоты);
  • активный транспорт — перемещение веществ против градиента концентрации с помощью транспортных белков — поринов и АТФ-аз с затратой энергии (так в клетку поступают ионы Са2+ и Mg2+, моносахариды, аминокислоты);
  • фагоцитоз — поступление в клетку крупных молекул и частиц; при этом мембрана клетки окружает частицу, края ее смыкаются и частица поступает в цитоплазму в мембранном пузырьке — эндосоме (идет с затратой энергии);
  • пиноцитоз — поступление в клетку капелек жидкости аналогично фагоцитозу.

Экзоцитоз — выведение из клетки веществ (гормонов, белков, капель жира), заключенных в мембранные пузырьки.

 Цитоплазма

Цитоплазма состоит из воды (85%), белков (10%), органических и минеральных соединений (остальной объем). В цитоплазме различают гиалоплазму, цитоскелет, органеллы и включения.

Гиалоплазма. Представляет собой коллоидный раствор, обеспечивающий вязкость, эластичность, сократимость и движение цитоплазмы, в котором протекают реакции внутриклеточного метаболизма. Является внутренней средой клетки, где протекают реакции внутриклеточного обмена.

Цитоскелет. Образован развитой сетью белковых нитей — филаментов. Представлен микротрубочками, микрофиламентами и промежуточными филаментами.

Микротрубочки — тонкие трубочки диаметром около 24 нм, толщина их стенки около 5 нм, образованы белком тубулином. Образуют веретено деления, входят в состав жгутиков и ресничек, располагаются в цитоплазме клеток. Обеспечивают расхождение дочерних хромосом в анафазах митоза и мейоза, движение жгутиков и ресничек, перемещение органелл и придают форму клетке.

Микрофиламенты — очень тонкие белковые нити диаметром около 6 нм, образованы преимущественно белком актином. Они переплетаются и образуют густую сеть в цитоплазме. Обеспечивают двигательную активность гиалоплазмы, участвуют в эндо- и экзоцитозе.

Промежуточные филаменты — диаметр их около 10 нм, образованы молекулами разных фибриллярных белков (цитокератин и др.). Выполняют опорную функцию.

 Органеллы клетки. Это постоянные структурные компоненты цитоплазмы клетки, имеющие определенное строение и выполняющие определенные функции. Большинство органелл имеют мембранное строение, мембраны отсутствуют в структуре рибосом и центриолей.

https://www.youtube.com/watch?v=tKHogz1BybQ\u0026list=PLPPMgoisBhaPSCxs2hYu529ls__fP-JRt

Органеллы общего назначения имеются в большинстве клеток (эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи и др.); специального назначения содержатся только в специализированных клетках (жгутики, реснички, пульсирующие вакуоли, миофибриллы и др.).

 Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — это система каналов, образованных биологическими мембранами и пронизывающих гиалоплазму. Каналы ЭПС соединены с перинуклеарным пространством.

Имеется гладкая ЭПС и гранулярная — на ее мембранах расположены рибосомы.

Участвует в транспорте веществ, синтезированных в клетке и поступивших извне; делении цитоплазмы на отсеки; синтезе жиров и углеводов (агранулярная функция) и белков (гранулярная функция).

Рибосомы — сферические тельца диаметром 15-35 нм, состоящие из большой и малой субъединиц, построены из белка и рРНК. Располагаются на мембранах ЭПС, на наружной ядерной мембране, в цитоплазме. Непосредственно участвуют в сборке молекул белков (трансляция).

 Митохондрии содержат две мембраны, наружную — гладкую и внутреннюю, которая образует выросты внутрь матрикса (гомогенного содержимого) — кристы. В матриксе располагаются кольцевые молекулы ДНК и рибосомы, а на кристах — АТФ-сомы (грибовидные тела). Участвует в кислородном этапе энергетического обмена; синтезе АТФ и специфических белков.

Комплекс (аппарат) Гольджи образован комплексом биологических мембран в виде узких каналов, расширяющихся на концах в цистерны, от которых отпочковываются пузырьки, способные превращаться в вакуоли. Участвует в концентрации, обезвоживании, уплотнении и упаковке веществ; образовании первичных лизосом; сборке комплексных органических соединений (липопротеинов, гликолипидов и др.).

Лизосомы — шаровидные тельца, ограниченные биологической мембраной, диаметром 0,2-1 мкм. Внутри содержится около 40 гидролитических ферментов. Расщепляют пищевые вещества и бактерии, поступившие в клетку (гетерофагия); разрушают временные органы эмбрионов, личинок и отмирающие структуры (аутофагия).

 Пластиды — органоиды, содержащиеся только в растительных клетках. Имеют размеры 5-10 мкм. Их стенка образована двумя мембранами, между которыми располагается строма, пронизанная параллельно расположенными мембранами — тилакоидами. В отдельных участках тилакоидов находятся замкнутые полости (граны). В строме есть ДНК и рибосомы.

Хлоропласты в гранах содержат хлорофилл. В них происходит фотосинтез и синтез специфических белков.

Хромопласты построены сходно с хлоропластами. Содержат пигменты — каротиноиды, придающие окраску цветкам и плодам.

Лейкопласты имеют сходное с хлоропластами строение. Не содержат пигментов. В них происходит синтез и накопление белков, жиров и углеводов.

 Центросома (клеточный центр) — органоид, содержащийся вблизи ядра клетки. Представлен двумя центриолями, окруженными центросферой. Цилиндрические центриоли образованы 27 микротрубочками, сгруппированными по три; центриоли расположены перпендикулярно друг к другу. Образует полюса и веретено деления при митозе и мейозе.

 Вакуоли представляют собой участки гиалоплазмы, ограниченные элементарной мембраной. У растений содержат клеточный сок и поддерживают тургорное давление; у протистов выполняют пищеварительную и выделительную функции.

 Органеллы движения — это жгутики и реснички. Содержат по 20 микротрубочек, образующих девять пар по периферии и две одиночные в центре, покрыты элементарной мембраной.

У основания находятся базальные тельца, образующие микротрубочки. Обеспечивают движение протистов, бактерий, сперматозоидов и ресничных червей.

В дыхательных путях служат для удаления попавших инородных частиц.

 Включения. Это непостоянные компоненты цитоплазмы клетки, не выполняющие непосредственных функций в клетке, содержание которых изменяется в зависимости от функционального состояния клетки.

Трофические включения — запасы питательных веществ в клетке. В растительных клетках — это преимущественно крахмал и белки; в животных — гликоген и жир.

 Секреторные включения представляют собой продукты жизнедеятельности клеток желез внешней и внутренней секреции. К ним относятся ферменты, гормоны, слизь, подлежащие выведению из клетки.

 Экскреторные включения являются продуктами обмена веществ (кристаллы щавелевой кислоты, щавелевокислого кальция и др.).

 Строение и функции клеточного ядра

Клеточное ядро обязательный компонент всех эукариотических клеток. Содержит кариолемму (ядерную оболочку), кариоплазму (ядерный сок), хроматин и ядрышки.

Кариолемма представлена двумя биологическими мембранами; наружная ядерная мембрана непосредственно переходит в мембраны ЭПС; на ней имеются рибосомы. Между мембранами находится перинуклеарное пространство, сообщающееся с каналами ЭПС. В мембранах есть поры. Обеспечивает регуляцию обмена веществ между ядром и цитоплазмой.

Кариоплазма состоит из воды, минеральных солей, белков (ферментов), нуклеотидов, АТФ и различных видов РНК. Обеспечивает взаимосвязи между ядерными структурами.

 Хроматин образован дезоксинуклеопротеином (ДНП), содержащим молекулы ДНК, белки-гистоны и иРНК. Это деспирализованные хромосомы, образующие гранулы и глыбки. В профазах митоза и мейоза хроматин, спирализуясь, образует хромосомы.

https://www.youtube.com/watch?v=SvNFTnjRJqg\u0026list=PLPPMgoisBhaPSCxs2hYu529ls__fP-JRt

Метафазные хромосомы состоят из двух продольных нитей ДНП — хроматид, соединенных друг с другом в области центромеры (первичной перетяжки). Центромера делит тело хромосомы на два плеча. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, отделяющую от плеча спутник. На конце плеча имеются теломеры, препятствующие соединению разных хромосом.

Типы хромосом:

  • метацентрические — равноплечие;
  • субметацентрические — неравноплечие;
  • акроцентрические — одно плечо очень короткое.

 Ядрышки — шарообразные, не окруженные мембраной образования, состоящие из белков, рРНК и небольшого количества ДНК. Непостоянны. Образуются в области вторичных перетяжек хромосом (ядрышковых организаторов). В них формируются субъединицы рибосом.

Таблица «Строение и функции клетки».

Это конспект по теме «Строение и функции клетки». Выберите дальнейшие действия:

Источник: https://uchitel.pro/%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B8-%D1%84%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8/

Ваш лекарь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: