Будова еукаріотичної клітини
Наука, яка вивчає будову, хімічний склад, процеси життєдіяльності і розмноження клітин, називається цитологією. Предметом цитології є клітини багатоклітинних організмів грибів, рослин і тварин, а також одноклітинних організмів (бактерії, одноклітинні гриби і водорості, найпростіші).
Цитологія охоплює всі аспекти предмета свого дослідження: морфологічний, фізіологічний, біохімічний, генетичний. Однією з головних умов виникнення цитології як науки був винахід мікроскопу, який англійський натураліст Р. Гук використав для відкриття клітини.
Рис. 24.1.Будова клітини:
1 - тваринної; 2 - рослинної; 3 - бактеріальної.
Клітина - основна одиниця будови і функцій живих організмів, а також клітини, є диференційованою ділянкою цитоплазми, оточеною клітинною мембраною. Клітина є основною одиницею будови рослинних і тваринних організмів. Усі основні функції живої матерії (обмін речовин і енергії, ріст, подразливість, самовідтворення, спадковість і мінливість) відбуваються на рівні клітини.
Живі організми за ознакою наявності ядра можна поділити на еукаріотичні (ядерні) і прокаріотичні (доядерні). Всі прокаріотичні клітини мають поверхневий апарат і цитоплазму. Поверхневий апарат складається з плазматичної мембрани і клітинної стінки, а також може містити бактеріальні джгутики, слизові капсули та вирости плазматичної мембрани. Цитоплазма представлена напіврідким цитозолем, у якому є поодинокі рибосоми та нуклеоїд (кільцева молекула ДНК). Мембранні органели у цитоплазмі відсутні, але плазматична мембрана клітини може утворювати вгинання, які забезпечують різноманітні функції. Середній розмір клітин прокаріотів - від 0,1 до 10 мкм.
Еукаріотичні організми мають складну структуру клітин.
Їх поверхневий апарат містить плазматичну мембрану, надмембранний та підмембранний комплекси. У деяких еукаріот є клітинна стінка, органи руху (джгутики, війки). Внутрішня будова клітини еукаріот містить три важливі групи органел, одномембранні органели (лізосоми, комплекс Гольджі) та двомембранні органели (мітохондрії, пластиди і ядро) та немембранні (рибосоми, клітинний центр та органели руху).Складна внутрішня структура клітини, присутність цитоскелету, ядра, і мембранних органел дозволяють еукаріотичним клітинам досягти великих розмірів. Середній розмір клітин еукаріот близько 100 мкм. Вони набули здатності утворювати стійкі комплекси клітин з розподілом функціональних обов’язків між клітинами. Це призвело до виникнення справжньої багатоклітинності й появи великих за розмірами організмів - тварин, рослин і грибів. (рис.24.1).
Зовні клітина відмежована від зовнішнього середовища плазматичною мембраною. До складу клітинних мембран входить два шари ліпідів, два види білків - поверхневі і внутрішні та вуглеводи, які прикріплюються до зовнішнього боку мембрани. Зовнішня частина кожного з шарів ліпідів складається з гідрофільних головок, а внутрішня - з гідрофобних хвостів. Білки мембран виконують різні функції: ті, які розташовуються на поверхні ліпідного шару (поверхневі) і ті, що проходять наскрізь через два шари (внутрішні). Ці дві мембрани можуть відрізнятися між собою за складом і властивостями. Мембранні білки і ліпіди можуть вільно переміщуватися у площі мембран. Значно більша частина мембранних ліпідів належить до групи фосфоліпідів і вони забезпечують цим двом шарам мембрани «рухливу» властивість. Тому молекули мембранних білків і ліпідів вільно рухаються в межах мембрани, а інші ліпіди, наприклад холестирол, робить її жорсткою і знижує можливість руху молекул у межах мембрани.
Важливими функціями біологічних мембран є транспортна, бар’єрна й рецепторна. Мембрані властива вибіркова проникність, яка регулює обмін речовин між клітиною і зовнішнім середовищем та окремими компонентами всередині клітини.
Бар’єрну функцію мембран виконують ліпіди, які утворюють основу мембранної «стінки». Велику частку функцій транспорту виконують білки. Вони можуть утворювати у мембрані наскрізні канали і переносити речовини у зв’язаному вигляді (утворювати тимчасові сполуки). З вуглеводами білки утворюють рецепторні комплекси, які відіграють важливу роль в обміні речовин між клітиною та навколишнім середовищем. Ці комплекси є головним інструментом міжклітинних взаємодій. У мембранах відсоток ліпідів складає п’ятдесят, глобулярних білків теж п’ятдесят, вуглеводів - десять. Білки розташовані не шарами, а мозаїчно, тобто одні знаходяться на поверхні, інші занурені у ліпідну фазу і пронизують її наскрізь або частково. Подвійний шар ліпідів являє собою структуру, у якій окремі молекули здатні переміщатись в межах свого шару, а також переміщатись з одного шару в інший. В’язкість і рухливість ліпідних шарів залежить від складу і температури. Цитоплазматична мембрана зовні вкриває клітину і є найголовнішою в системі біомембран, необхідною умовою існування клітини.Однією з умов життя є поява поверхневої оболонки клітини, яка має розчинно- мозаїчну будову. (рис.24.2).
Рис. 24.2.Будова плазматичної клітини:
І - схема розташування в мембрані ліпідів (1) і білків (2); ІІ - рідинно- мозаїчна модель.
Внутрішній вміст клітини називається цитоплазмою. До складу цитоплазматичних мембран входять ліпіди, білки, глікопротеїди і гліколіпіди з розгалуженими вуглеводними ланцюгами. Ці ланцюги на поверхні клітини переплітаються один з одним і з молекулами білків, утворюючи (каркас) глікокалікс, який забезпечує міжклітинні контакти і пристінкове травлення. З зовнішнього боку білки та глікопротеїди пов’язані з мікротрубочками і іншими елементами цитоскелету, а також плазматична мембрана утворює виступи - мікроворсинки. Це збільшує всмоктувальну поверхню клітин, полегшує перенесення речовин через зовнішню мембрану та їхнє прикріплення до поверхні субстрату.
Цитоплазматична мембрана обмежує клітину від зовнішнього середовища, зберігає і підтримує її внутрішній вміст, забезпечує всі ферментативні процеси. На мембрані розміщуються ферменти, які зумовлюють чітку послідовність біохімічних реакцій. У різних організмів мембрани мають різний білковий і ліпідний склад, відрізняються особливостями будови. Але принцип організації всієї різноманітності мембран тварин, грибів, рослин, прокаріотів однаковий.Цитоплазма містить багато спеціалізованих компонентів, які називаються органоїдами. Кожен вид органоїдів виконує певну функцію. Їх узгоджена діяльність забезпечує біохімічні реакції, які забезпечують життєдіяльність організму. До органоїдів клітини відносяться ендоплазматична сітка, рибосоми, мітохондрії, пластиди, лізосоми, комплекс Гольджі, клітинний центр. Органоїди знаходяться у рідкому середовищі, яке називається цитоплазматичним матриксом або гіалоплазмою. Це найменш щільна частина клітини, яка представляє собою водну колоїдну систему. Колоїдність визначає здатність її загуснути і перетворитись у твердий гель, який у свою чергу, при певних умовах розчиняється і знову перетворюється у золь. Такий процес відбувається при проростанні насіння.
Функціональне значення гіалоплазми як середовища, у яких розміщуються органоїди:
> завдячуючи в’язкості і здатності до руху гіалоплазма є основною магістраллю для переміщення метаболітів клітини;
> примикаючи до зовнішньої клітинної мембрани, вона забезпечує обмін речовин між клітинами ;
> вступає у безпосередні контакти з мембранами органоїдів, обумовлюючи фізико-хімічні і ферментативні зв’язки між ними.
За фізичними властивостями цитоплазма - напіврідка колоїдна маса, якій властивий рух. Швидкість току цитоплазми 1- 6 см/г. Основними функціями цитоплазми є:
> збереження взаємодії ядра і органел клітини, діяльність клітини як єдиної цілісної системи;
> в ній відбуваються основні процеси обміну речовин ;
> регулює швидкість біохімічних процесів;
> виконує транспортну функцію;
> виводить тепло від місця проходження обміну речовин.
Клітинні включення
Клітинні включення - непостійні структури, що виконують і зникають у процесі життєдіяльності клітини, не мають мембран та елементів цитоскелету. Знаходяться у цитоплазмі, або клітинному соку вакуолей рослин у твердому чи різкому стані і мають вигляд кристалів, зерен і краплин. Це запасні речовини: крохмаль (у картоплі), білки (у зернах пшениці), олія (у соняшника). Більшість клітинних включень під дією ферментів розпадається на інші сполуки і знову приймають участь у обмінних процесах.
Одномембранні органоїди клітини
До одномембранних органоїдів клітини відносяться: ендоплазматична сітка, комплекс Г ольджі, лізосоми, вакуолі.
Ядерна оболонка
Рис.24.3. Ендоплазматична сітка.
Ендоплазматична сітка (ЕПС) - розгалужена система каналів і цистерн, які обмежені мембранами, що за структурою подібні до зовнішньої клітинної мембрани. Їх товщина 8 нм, а діаметр каналів 20-50 нм. Канали заповнені безструктурною рідиною матриксом. Є два типи ендоплазматичної сітки - гладенька (агранулярна) і шорстка (гранулярна). На мембранах першого типу знаходяться ферменти жирового і вуглеводного обміну, де відбувається синтез ліпідів і вуглеводів. На мембрани другого типу прикріплюються рибосоми, на яких відбувається синтез білків і вони мають вигляд гранул. Синтезовані білки надходять у її порожнину і дозрівають. Після дозрівання білки покриваються мембраною і перетворюються на мікропухирці і накопичуються в апараті
Гольджі. (рис.24.3).
Рис.24.4. Комплекс Г ольджі:
1 - візі кула; 2 - цистерни.
Апарат Гольджі отримав назву на честь італійського вченого гістолога, який його дослідив. Апарат Гольджі складається з диктіосом і представляє собою стос плоских мішечків - цистерн діаметром біля 1 мкм і товщиною 2025 нм, покритих мембраною і розташованих паралельно один одного.
Кількість цистерн в диктіосомі 5-7. Від країв цистерни відділяються пухирці різного діаметру. Вся структура носить полярний характер. На одному полюсі виникають нові цистерни, на іншому вони розпадаються. Таке оновлення відбувається постійно і супроводжується підвищеною активністю цистерн в міру руху по секреторному полюсу і виражається у збільшенні кількості утворених пухирців. Нові цистерни утворюються на формуючому полюсі з елементів ендоплазматичної сітки. Диктіосоми є центром синтезу, накопичення і секреції органічних речовин. (рис.24.4).Лізосоми - органоїди величиною 0,5-2 кмк. Вони мають сферичну форму, покриті мембраною і заповнені густо-зернистим матриксом. Лізосоми містять ферменти, які можуть розщеплювати всі органічні сполуки при внутрішньоклітинному травленні. Кількість ферментів у лізосомах дуже велика і вони можуть зруйнувати всю клітину. Велике значення має очищення за допомогою лізосом порожнини клітини після відмирання її протопласта. За походженням вони є похідними ендоплазматичної сітки і апарата Гольджі. Є три типи лізосом:
> первинні - утворюються за участю апарату Г ольджі;
> вторинні - (травні вакуолі) - утворюються з первинних;
> аутлізосоми - знищують мертві клітини, відпрацьовані органели.
Вакуолі - мембранні органели клітини, заповнені рідиною. У деяких зрілих рослинних і грибних клітинах на частку вакуолей припадає 90 % об’єму. Тваринні клітини мають тимчасові вакуолі, що займають більше 5% їхнього об’єму. Сік вакуолей - це рідина з рН 2-5 - містить розчинені у воді органічні і неорганічні солі ( фосфати, оксалати), цукри, амінокислоти, білки, кінцеві або токсичні продукти обміну речовин ( танін, глікозиди, алкалоїди), деякі пігменти (антоціан). Вакуолі регулюють водно-сольовий обмін, підтримують тургурний тиск в клітині, накопичують низькомолекулярні водорозчинні метаболіти, запасні речовини і виведення з обміну токсичних речовин.
Двомембранні органоїди клітини
До двомембранних органоїдів клітини відносяться: мітохондрії, пластиди, і ядро. Мітохондрії - мікроскопічні структури, розміром від 5 до 7 мкм у довжину, і мають форму гранул, паличок і ниточок. Кількість мітохондрій у клітині коливається у широких межах і залежить від типу тканин і віку клітин. Мітохондрії здатні рухатись по клітині. При цьому вони концентруються біля ядра, хлоропластів і інших органел, де інтенсивно йдуть процеси життєдіяльності.
Рис.24.5. Будова мітохондрій.
Мітохондрії мають двомембранну будову. Між ними є безструктурна рідина - матрикс. У клітинах від внутрішньої мембрани мітохондрії до центру відходять гребні (кристи), а в клітинах рослин - звивисті трубки, які збільшують робочу площу, на ній розташовані окисні ферменти, які приймають участь у синтезі АТФ. Проміжки між кристами або трубочками заповнені матриксом. В матриксі мітохондрій знаходяться більш мілкі, ніж у гіалоплазмі, рибосоми і молекули ДНК. У мітохондріях відбувається процес дихання, на їх внутрішніх мембранах окислюються речовини (вуглеводи і жири) і накопичується хімічна енергія у макроенергетичних фосфатних зв’язках АТФ. Тому мітохондрії можна назвати енергетичними центрами клітини. Синтезована в мітохондріях АТФ вільно виходить у цитоплазму, далі направляється до ядра та органел клітини, де в міру потреби розпадається і забезпечує їх енергією. Мітохондрії у клітині виконують функції: накопичення енергії, синтез власних білків, синтез ДНК, РНК. Кількість мітохондрій у клітині збільшується шляхом поділу навпіл внаслідок утворення перетяжок перпендикулярно до їх поздовжньої осі. (рис.24.5).
Рис.24.6. Будова хлоропласта.
Пластиди - це органоїди автотрофних організмів і в них відбувається процес первинного і вторинного синтезу вуглеводів. Пластиди розрізняють по кольору: безкольорові - лейкопласти, забарвлені у зелений колір - хлоропласти і жовто-червоні - хромопласти. Всі три групи пластид пов’язані загальним походженням і подібною будовою. Пластиди утворюються з безкольорових пропластид, які знаходяться у клітинах зародка і твірних тканинах. Пластиди мають оболонку, яка складається з двох цитоплазматичних мембран. Порожнина заповнена безструктурним матриксом. Внутрішня мембранна структура пропластид розвинена дуже слабо. Зазвичай це рідкі, часто поодинокі цистерни, розташовані без певної орієнтації, іноді це трубочки або пухирці. Пропластиди можуть перетворитися на будь- які з трьох видів.
Лейкопласти - безкольорові пластиди, за структурою наближені до пропластид, але більшого розміру. Вони знаходяться переважно у тканинах і органах рослин, там де немає світла: спорах, гаметах, бульбах, кореневищах. Основна функція лейкопластів - синтез і накопичення запасних продуктів живлення, у першу чергу крохмалю, рідше білків і жирів. Дуже часто у лейкопластах зерна вторинного запасного крохмалю цукрів, які надходять з листків у запасаючі органи. Крохмальні зерна швидко розростаються і лейкопласт заповнюється крохмалем. Запасний білок у лейкопластах може відкладатися у формі кристалів або аморфних включень.
Хлоропласти - зелені пластиди, містять зелений пігмент хлорофіл і в них відбувається первинний синтез вуглеводів при участі світлової енергії. Це органоїди фотосинтезу, тому їх називають оптичним фокусом життя. У відповідності з функцією хлоропласти знаходяться переважно у фото- синтезуючих органах і тканинах, повернених до світла ( в листках, молодих стеблах, зелених плодах). Хлоропласти є у всіх зелених рослин, починаючи від водоростей до квіткових включно. У вищих рослин їх форма округла або овальна, частіше всього у вигляді двоопуклої лінзи діаметром 3-7 мкм при товщині 1-2 мкм. Число хлоропластів у одній клітині коливається від 1-2 до 50. Зазвичай у одній клітині квіткових рослин їх нараховується від 20 до 30. Хлоропласти розташовані у цитоплазмі біля клітинних стінок таким чином, що одна з плоских сторін обернена до стінки клітини. У залежності від ступеня освітлення вони можуть змінити своє положення, щоб краще поглинати світло, не піддаючись руйнівній дії прямих сонячних променів. При розсіяному світлі вони розташовуються біля поверхні, при прямому - біля бокових стінок. Живий хлоропласт містить до 75% води. Хімічний склад хлоропласта (у % від сухої маси): білків-50, ліпідів-33, пігментів: хлорофілу 5-10 і каротиноїдів 1-2, а також невелика кількість РНК і ДНК. За хімічною структурою хлорофіл близький до гемоглобіну еритроцитів крові. Хлорофіл - це єфіроподібна речовина дикарбонової кислоти і двох спиртів - метилового і етилового. Хлорофіл утворюється тільки на світлі. Рослина, яка розвивається у темряві, має витягнуті стебла, блідо-жовтий колір або безкольорові. На світлі вони зеленіють. Крім хлорофілу хлоропласти містять каротиноїди - два пігмента помаранчевого і жовтого кольорів - каротину і ксантофілу. Хлоропласти відділені від цитоплазми двомембранною оболонкою, яка має вибіркову проникність і регулює обмін речовин між цитоплазмою і хлоропластом. Тіло хлоропласта складається з безкольорової гідрофільної білково-ліпідної строми (матрикса). Строма має систему паралельно розташованих плоских мішечків, що утворюються з внутрішньої мембрани оболонки хлоропласта, і їх називають ламеллами і тилакоїдами. Тилакоїди діаметром біля 0,3 мкм, щільно прилягаючи один до одного, утворюють стоси, які називаються гранами. Великі ламели, пронизують строму, пов’язують грани в єдину систему. Мембрани тилакоїдів, формують грани, які відрізняються від елементарних мембран. Вони складаються з зовнішнього шару, утвореного молекулами білка, за якими йде шар хлорофілу, далі ліпідний з каротиноїдами. Поряд розташована мембрана, яка являє собою дзеркально відображену і вище описану. Крім системи тилакоїдів у стромі хлоропластів знаходяться рибосоми, крохмальні зерна, структури ліпідної природи і молекули ДНК.
Хромопласти -містять пігменти групи каротиноїдів, які забарвлюють їх у помаранчевий і червоний колір. Вони різноманітні за формою: дископодібні, шаровидні, паличковидні, це пов’язано з тим, що каротиноїди легко кристалізуються і форма кристалів визначає форму хлоропластів. Зовні хлоропласти, як і інші пластиди, мають оболонку з двох мембран. Строма має слаборозвинену внутрішньо-мембрану структуру. Внутрішньоклітинна функція хлоропластів поки залишається не повністю дослідженою. Участь цих пластид у забарвленні пелюстків має значення у привабленні комах - запилювачів. Яскраві плоди, забарвлені каротиноїдами (горобина, конвалія) добре поїдаються птахами і тваринами для розповсюдження плодів і насіння. У процесі індивідуального розвитку майже всі типи пластид можуть перетворюватись один в одного. Наприклад, перетворення хлоропластів в хромопласти - зміна пластид при осінньому пожовтінні листків, при дозріванні плодів деяких рослин (томати, горобина). Хромопласти перетворюються у лейкопласти. (рис.24.6).
Рис.24.7. Будова ядра.
Ядро - органоїд, де зберігається і відновлюється спадкова інформація, яка визначає ознаки клітини і всього організму. Ядро є центром регуляції управління обміном речовин клітини та контролює діяльність всіх інших органоїдів клітини. Тому при руйнуванні ядра клітина гине. Форма ядра може бути - кулястою, еліпсоподібною, лінзоподібною, веретеноподібною. Розміри ядра дуже різні і залежать від виду організму, віку і стану клітини. Іноді робоча поверхня ядра збільшується шляхом утворення відростків. У фізико- хімічному відношенні ядро клітини представляє собою комплекс гідрофільних колоїдів більш в’язкої консистенції, ніж колоїдна система цитоплазми.
За хімічним складом ядро різко відрізняється від інших органоїдів високим вмістом (15-30 %) ДНК і (12,1 %) РНК. Майже вся ДНК клітини (99%) знаходиться у ядрі, де вона утворює комплекси з білками - дезоксирибонуклеопротеїди (ДНП). Основна речовина ядра - складні білки (протеїди), також є ліпіди, вода, іони натрію і калію. Загальний план будови ядра однаковий у рослин і тварин. Структура компонентів ядра дуже змінюється на різних фазах життєвого циклу клітин, це пов’язано з відмінностями функцій, які ним виконуються. Ядро може перебувати у трьох станах:
> ядро яке ділиться, виконує функцію передачі спадкової інформації від клітини до клітини;
> ядро, у якому відбувається синтез (редуплікація) спадкової інформації материнської ДНК (цей стан властивий для ядер у періодах між поділами);
> робочі ядра живих клітин не здатних до поділу, виконують функцію регуляції процесами життєдіяльності клітини. Ядро має: ядерну оболонку, хроматин з хромосомами, одне або декілька ядерець, ядерний сік.
Ядерна оболонка - має дві мембрани, розділених безструктурним матриксом, подібним з матриксом каналів ендоплазматичної сітки. Зовнішня мембрана ядерної оболонки безпосередньо пов’язана з каналами ендоплазматичної сітки, поверхня якої вкрита рибосомами. Ядерна оболонка має ядерні пори, в них зовнішні і внутрішні мембрани з’єднані по краях, діаметр яких від 30-100 нм. Число пор коливається, займаючи в залежності від метаболічної активності ядра і виду організму від 10 до 50% загальної площі його поверхні. Пори - це не прості отвори, а складні структурні утворення, які забезпечують вибіркову проникність. Ядерна оболонка контролює обмін речовин між ядром і цитоплазмою. З ядерного соку в гіалоплазму проходять макроструктури, у тому числі попередники рибосом, які забезпечують транспорт білків у зворотному напрямку. (рис.24.7).
Хроматин і хромосоми - основний морфологічний компонент ядра. Під світловим мікроскопом на фіксованих і забарвлених препаратах він виявляється у вигляді сітки тонких довгих ниток, а також мілких гранул. Дослідження ядра під електронним мікроскопом встановлено, що основу хроматину складають тонкі (10 нм) нитки (фібрили) закручені у спіраль. До
їх хімічного складу входить 90% дезоксирибонуклеопротеїдів і 10% рибонуклопротеїдів. Хроматин - це диспералізовані і гідратовані хромосоми, які завжди присутні у ядрі, але у інтерфазному ядрі невидимі, тому що знаходяться у розрихленому стані. Хромосоми добре видно у світловому
мікроскопі під час мітозу. Для клітин кожного виду властива певна кількість хромосом, певних розмірів і форми, тому сукупність хромосом називають хромосомним набором. Число хромосом у соматичних клітинах подвійне і утворюється після злиття двох статевих клітин, у яких завжди буває одинарний (гаплоїдний) набір. Розміри і форма хромосом галоїдного набору неоднакові, але у кожній статевій клітині одного виду організму повторюється не тільки кількість хромосом, але й форма кожної з них. У диплоїдному наборі кожній хромосомі відповідає парна (гомологічна) хромосома, така ж за формою і розмірами. Всі організми одного виду мають однакове число хромосом: м’яка пшениця-42, кукурудза-20. Хромосоми ядра, що ділиться має вигляд подвійної палички, яка склдається з двох половин, розділених вузькою щілиною вздовж осі хромосоми, називається - хроматидами. Кожна хроматида включає дві або декілька спірально закручених тонких ниток, розташованих паралельно осі хромосоми, що називаються хромонемами, а ділянки з найбільш щільними витками спіралі хромонем називаються хромомерами.
Кожна хромосома має первинну перетяжку, яка представляє собою неспіралізовану ділянку хромосом, де розташована центромера і ця перетяжка виглядає як тонка частина хромосоми. Перетяжка ділить хромосому на дві частини - два плеча. В залежності від місця розташування є три типи хромосом:
> паличкоподібні з одним дуже довгим і другим дуже коротким плечем;
> нерівноплечі з плечима різної довжини;
> рівноплечі з плечима однакової довжини.
Іноді хромосома має вторинну перетяжку і якщо вона розташована поблизу кінця хромосоми і окрема ділянка невелика, її називають супутником, а несучу хромосому - супутничною. Друга перетяжка - це місце, де формується ядерце, тому її називають організатором ядерця.
Внутрішня будова хромосом, число в них ниток ДНК змінюється у життєвому циклі клітини. Функції хромосом складаються з специфічних для даного організму нуклеїнових кислот ДНК - які зберігають і передають спадкову інформацію у клітині і РНК, які забезпечують синтез білків.
Ядерце - має форму кулі. До його складу входить білок і РНК. Виникають ядерця на вторинній перетяжці хромосоми і під час поділу клітини розпадаються. На ДНК ядерець відбувається синтез РНК. Саме тут рРНК об’єднується з білком і формуються попередники рибосом. Половинки (субодиниць) рибосом через пори у ядерній оболонці виходять в цитоплазму і об’єднуються у рибосоми.
Ядерний сік - напіврідка колоїдна речовина, розчин білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, мінеральних солей і ферментів ядра. Основна функція ядерного соку - взаємозв’язок ядерних структур. Клітини більшості живих організмів мають складно збудоване ядро і називаються еукаріотами. Бактерії і цинії відносять до прокаріотів, основна відмінна ознака - відсутність обмеженого оболонкою ядра. У них генетичний матеріал представлений однією хромосомою, розташованою безпосередньо у цитоплазмі. (рис.24.7)
Немембранні органели
До немембранних органел відносяться: рибосоми, клітинний центр і органи руху.
Рис.24.8. Немембранні органели.
Рибосоми - ультрамікроскопічні органели округлої або грибоподібної форми, які складаються з двох частин - субодиниць. Вони не мають мембранної будови і складаються з білка і іРНК. Субодиниці утворюються у ядерці. Об’єднуються вздовж молекули і РНК у ланцюгу - полірибосоми - у цитоплазмі. Універсальні органели всіх клітин тварин і рослин знаходяться у цитоплазмі у вільному стані або на мембранах ЕПС, крім того, містяться у мітохондріях і хлоропластах. На рибосомах синтезуються білки за принципом матричного синтезу, унаслідок якого утворюється поліпептидний ланцюг - первинна структура молекули білка. (рис.24.8).
Клітинний центр - ультрамікроскопічна органела немембранної будови, яка складається з двох центріоль, кожна з яких має циліндричну форму, стінки яких утворені дев’ятьма триплетами трубочок, а усередині знаходиться однорідна речовина. Центріолі розташовані перпендикулярно одна до одної. Приймають участь у поділі клітин тварин і нижчих рослин. На початку поділу ( у профазі) центріолі розходяться до різних полюсів клітини. Від центріоль до центромер хромосом відходять нитки веретена поділу. У анафазі ці нитки притягують хроматини до полюсів. Після закінчення поділу центріолі залишаються у дочірних клітинах, подвоюються і утворюють клітинний центр.
Органи руху - війки, джгутики, корененіжки, міофібріли. (рис.24.8).
Війки - багаточисельні цитоплазматичні вирости на поверхні мембрани. Видаляють частинки пилу (війчастий епітелій дихальних шляхів, одноклітинні організми).
Джгутики - одиничні цитоплазматичні вирости на поверхні клітини. Рух ( зооспори, одноклітинні організми).
Міофібрили - тонкі нитки до 1см довжиною і більше. Слугують для скорочення м’язових волокон, вздовж яких вони розташовані.
Питання для самоконтролю
1. Які частини клітини вивчені за допомогою світлового мікроскопу?
2. Які органели дослідили завдяки електронному мікроскопу ?
3.З чого складається мембрана живої клітини і які властивості вона має?
4. Які функції виконує мембрана живої клітини?
5. Що таке саморегуляція у живій клітині?
6. Які клітинні органели мають мембранну будову?
7. У яких органел подвійні мембрани?
8. Які органели не мають мембранної будови?
9. Що означають поняття « структурні системи клітини»?
10. Які органели входять у склад системи цитоплазми?
11. Яка будова і функції ЕПС?
12. Яка будова і функції мітохондрій?
13. Які особливості будови апарату Гольджі пов’язані з виконанням їх функцій?
14. Яку функцію виконують рибосоми?
15. Які пластиди містить рослинна клітина?
16. Яка внутрішня будова хлоропластів?
17. Які пігменти знаходяться у хлоропластах і хромопластах?
18. Яка будова і функції хлоропластів і лейкопластів?
19. Як побудований і функціонує клітинний центр?
20. З яких компонентів складається система ядра?
21. Які основні функції ядра?
22. Яка будова ядерної оболонки?
23. Які структури ядра містять молекули ядра ?
24. Що таке ядерний сік ?Яка функція?
Тестові завдання
1. Яке значення біомембран
а. вибіркова проникність
б. поглинання води
в. іоний обмін
г. ізоляція від зовнішнього середовища
2. З яких молекул складаються біомембрани
а. білки
б. ліпіди
в. вуглеводи
г. вода
д. АТФ
3. Яка будова ліпідного шару у мембрані
а. молекулярна
б. біомалекулярна
в. безперервна
г. має білкові пори
д. має внутрішні білки
4.Через які ділянки мембрани проводиться вода
а. ліпідний шар
б. білкові пори
в. ліпідно - білкові пори
5. Як проходять через мембрани великі молекули білку
а. фагоцитоз
б. піноцитоз
в. проведення
6. Які органели цитоплазми мають одноклітинну будову
а. зовнішня клітинна мембрана
б. ЕПС
в. мітохондрії
г. пластиди
д. рибосоми
г. комплекс Гольджі
е. лізосоми
7. Які органели цитоплазми мають двомембранну будову
а. ЕПС
б. мітохондрії
в. пластиди
г. комплекс Гольджі
8. Які органели цитоплазми мають немембранну будову
а. ЕПС
б. мітохондрії
в. пластиди
г. Рибосоми
д. лізосоми
9. Значення води у клітині
а. середовище для хімічних реакцій
б. розчинник
в. джерело кисню
10.Чим відрізняється цитоплазма від навколишнього середовища
а. мембранами ЕПС
б. зовнішніми мембранами
в. целюлозою
11. Яка органела зв’язує клітину у єдине ціле, забезпечує транспорт речовин, приймає участь у синтезі білків, жирів, складних вуглеводів
а. зовнішня клітинна мембрана
б. ЕПС
в. комплекс Гольджі
12. Яку будову має рибосома
а. одномембранну
б. двомембранну
в. немембранну
13. З скількох субодиниць складається рибосома
а. одна
б. дві
в. три
14. Де утворюються субодиниці рибосоми
а. цитоплазма
б. ядро
в. вакуолі
15. В якій з ядерних структур йде збір одиниць рибосом
а. ядерний сік
б. ядерце
в. ядерна оболонка
г. інформаційна
16. Що входить у склад рибосом
а. білки
б. ліпіди
в. ДНК
г. РНК
17. В яких органелах клітини знаходяться рибосоми
б. гладенька ЕПС
в. шорстка ЕПС
г. мітохондрії
д. пластиди
е. ядерна оболонка
18. Яку функцію виконують рибосоми
а. фотосинтез
б. синтез білків
в. синтез жирів
г. синтез АТФ
19. Яку будову мають мітохондрії
а. одномембранні
б. двомембранні
в. немембранні
20. Як називається внутрішня структура мітохондрій
а. грани
б. кристи
в. матрикс
21. Які органели синтезуються АТФ у тваринній клітині
а. рибосоми
б. мітохондрії
в. хлоропласти
22. У якій частині мітохондрій відбувається окислення органічних речовин
а. кристи
б. матрикс
в. зовнішня мембрана
23. Де відбувається синтез АТФ
а. кристи
б. матрикс
в. зовнішня мембрана мітохондрій
24. Де відбувається розщеплення АТФ
а. кристи
б. матрикс
в. зовнішня мембрана
г. мітохондрії
25. Де в мітохондріях знаходиться молекула ДНК, РНК, рибосоми
а. кристи
б. зовнішня мембрана
в. матрикс
26.Чому мітохондрії називають енергетичними станціями клітини
а. забезпечують синтез білка
б. синтез АТФ
в. синтез вуглеводів
г. розщеплення АТФ
27. Яка функція мітохондрій дала їм назву - дихальний центр клітини
а. синтез АТФ
б. окислення органічних речовин
в. розщеплення АТФ
28. Які органели властиві тільки для рослинної клітини
а. ЕПС
б. рибосоми
в. мітохондрії
г. пластиди
29. Які з пластид мають зелений колір
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
30. Які пластиди мають помаранчевий, червоний колір
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
31. Які пластиди безкольорові
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
32. Які пластиди містять пігмент хлорофіл
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
33. До якої групи органел відносяться пластиди
а. одномембранні
б. двомембранні
в. немембранні
34. Які структури утворені внутрішньою мембраною хлоропласта
а. тилакоїди гран
б. тилакоїди строми
в. строма
г. кристи
35. В яких із мембран хлоропласта локалізовані пігменти хлорофіл і каротин
а. зовнішня мембрана
б. тилакоїди гран
в. строма
36. У якій частині хлоропласта знаходяться молекули ДНК, РНК, рибосоми
а. зовнішня мембрана
б. грани
в. строма
37.Завдяки яким особливостям пластиди і мітохондрії є напів- автономними органелами
а. мають генетичний код
б. двомембранну будову
в. синтезують АТФ
38. Які з пластид виконують фотосинтез
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
39. Які з пластид виконують накопичення крохмалю
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
40. Які з пластид виконують забарвлення осіннього листя, плодів
а. лейкопласти
б. хлоропласти
в. хромопласти
41. Для яких організмів характерно ядро
а. прокаріоти
б. еукаріоти
42. З появою якої структури ядро відділено від цитоплазми
а. хромосоми
б. ядерце
в. ядерний сік
г. ядерна оболонка
43. Яка оболонка ядра
а. суцільна
б. пориста
в. одномембранна
г. двомембранна
44. Яка ядерна структура несе спадкові властивості організму
а. ядерна оболонка
б. ядерний сік
в. хромосоми
г. ядерце
45. У якій частині ядра знаходиться молекула ДНК
а. ядерний сік
б. хромосоми
в. ядерна оболонка
46. Чи відрізняються хромосоми ядра
а. так
б. ні
в. частково
47. Чи розрізняють за хімічним складом хромосоми і хроматиди
а. так
б. ні
в. частково
48. У якому стані знаходяться хромосоми до початку поділу клітин
а. спіралізовані
б. деспіралізовані
в. однохроматидні
г. двохроматидні
б. хроматиди
в. суцільні
49. Розташування центромери на хромосомі
а. первинна перетяжка
б. вторинна перетяжка
в. третинна перетяжка
50.Чи є у всіх хромосом ядерце
а. всі
б. одна
в. декілька
51.Функції ядра
а. збереження і передача спадкової інформації
б. участь у поділі клітин
в. участь у біосинтезі білка
г. синтез ДНК, РНК
д. формування субодиниць рибосом
Еще по теме Будова еукаріотичної клітини:
- Неорганічні речовини клітини.
- Речовини клітини
- Віруси, їх будова та життєві цикли
- 27.1 Поділ клітини. Способи поділу
- Збираннв фонду на будову театру,
- Пріони, їх будова та поширення
- § 1. Будова шкірного покриву долонь поверхні рук і підошов ніг
- §1. Анатомічна будова шкірного покриву голови людини і криміналістичне значення його слідів
- Будова і розмноження
- Будова і розмноження голонасінних
- Стебло. Будова і функції.
- Федеративна будова системи законодавства
- Комплексна будова системи законодавства
- Будова фінансової системи України