Строение клетки человека — рисунок с подписями, функции, как устроена, размер

Cтроение растительной клетки рисунок с подписями

Изучая строение растительной клетки, рисунок с подписями станет полезным визуальным конспектом для усвоения этой темы. Но сначала немного истории.

Историю открытия и изучения клетки связывают с именем английского изобретателя Роберта Гука. В 17 веке, на срезе растительной пробки, рассматриваемой под микроскопом, Р. Гук обнаружил ячейки, которые и были в дальнейшем названы клетками.

Основные сведения о клетке были представлены позже немецким ученым Т. Шванном в клеточной теории, сформулированной в 1838 году. Основные положения этого трактата гласят:

  • все живое на земле состоит из структурных единиц — клеток,
  • по строению и функциям все клетки имеют общие черты. Эти элементарные частицы способны к размножению, которое возможно благодаря делению материнской клетки,
  • в многоклеточных организмах клетки способны объединяться на основании общих функций и структурно-химической организации в ткани.

Клетка растения

Растительная клетка, наряду с общими признаками и схожестью в строении с животной, имеет и свои отличительные особенности, присущие только ей:

  • наличие клеточной стенки (оболочки),
  • наличие пластид,
  • наличие вакуоли.

Строение растительной клетки

На рисунке схематично показана модель растительной клетки, из чего она состоит, как называются основные её части.

Ниже будет подробно рассказано о каждой из них.

Органоиды клетки и их функции описательная таблица

В таблице собрана важная информация об органоидах клетки. Она поможет школьнику составить план рассказа по рисунку.

Органоид Описание Функция Особенности
Клеточная стенка Покрывает цитоплазматическую мембрану, состав – в основном целлюлоза. Поддержание прочности, механическая защита, создание формы клетки, поглощение и обмен различных ионов, транспорт веществ. Характерна для растительных клеток (отсутствует в животной клетке).
Цитоплазма Внутренняя среда клетки. Включает полужидкую среду, расположенные в ней органоиды и нерастворимые включения. Объединение и взаимодействие всех структур (органоидов). Возможно изменение агрегатного состояния.
Ядро Самый крупный органоид. Форма шаровидная или яйцевидная. В нем расположены хроматиды (молекулы ДНК). Ядро покрыто двумембранной ядерной оболочкой. Хранение и передача наследственной информации. Двумембранный органоид.
Ядрышко Сферическая форма, d – 1-3 мкм. Являются основными носителями РНК в ядре. В них синтезируются рРНК и субъединицы рибосом. Ядро содержит 1-2 ядрышка.
Вакуоль Резервуар с аминокислотами и минеральными солями. Регулировка осмотического давления, хранение запасных веществ, аутофагия (самопереваривание внутриклеточного мусора). Чем старше клетка, тем большее пространство в клетке занимает вакуоль.
Пластиды 3 вида: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обеспечивает автотрофный тип питания, синтез органических веществ из неорганических. Иногда могут переходить из одного вида пластид в другой.
Ядерная оболочка Содержит две мембраны. К внешней прикрепляются рибосомы, в некоторых местах происходит соединение с ЭПР. Пронизана порами (обмен между ядром и цитоплазмой). Разделяет цитоплазму от внутреннего содержимого ядра. Двумембранный органоид.

Цитоплазматические образования органеллы клетки

Поговорим подробнее о составляющих растительной клетки.

Ядро осуществляет хранение генетической информации и реализацию наследуемой информации. Местом хранения являются молекулы ДНК. При этом в ядре присутствуют репарационные ферменты, которые способны контролировать и ликвидировать самопроизвольное повреждение молекул ДНК.

Кроме этого, сами молекулы ДНК в ядре подвержены редупликации (удвоению). В этом случае клетки, образованные при делении исходной, получают одинаковый и в качественном и количественном соотношении объем генетической информации.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Выделяют два типа: шероховатый и гладкий. Первый тип синтезирует белки на экспорт и клеточные мембраны. Второй тип способен осуществлять детоксикацию вредных продуктов обмена.

Аппарат Гольджи

Открыт исследователем из Италии К. Гольджи в 1898 году. В клетках располагается вблизи ядра. Эти органоиды представляют собой мембранные структуры, укомплектованные вместе. Такую зону скопления называют диктиосомой.

Они принимают участие в накоплении продуктов, которые синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме и являются источником клеточных лизосом.

Лизосомы

Не являются самостоятельными структурами. Они представляют собой результат деятельности эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Их главное предназначение участвовать в процессах расщепления внутри клетки.

В лизосомах насчитывается около четырех десятков ферментов, которые разрушают большинство органических соединений. При этом сама мембрана лизосом устойчива к действию таких ферментов.

Митохондрии

Двумембранные органеллы. В каждой клетке их число и размеры могут варьироваться. Они окружены двумя высокоспециализированными мембранами. Между ними расположено межмембранное пространство.

Внутренняя мембрана способна образовывать складки кристы. Благодаря наличию крист, внутренняя мембрана превосходит в 5 раз площадь внешней мембраны.

Повышенная функциональная активность клетки обусловлена увеличенным числом митохондрий и большим количеством крист в них, тогда как в условиях гиподинамиии количество крист в митохондрии и число митохондрий резко и быстро изменяется.

Обе мембраны митохондрий отличаются по своим физиологическим свойствам. При повышенном или пониженном осмотическом давлении внутренняя мембрана способна сморщиваться или растягиваться. Для наружной мембраны характерно только необратимое растяжение, которое может привести к разрыву. Весь комплекс митохондрий, наполняющих клетку, называют хондрионом.

Пластиды

По своим размерам эти органоиды уступают только ядру. Существует три вида пластид:

  • отвечающие за зелёную окраску растений хлоропласты,
  • ответственные за осенние цвета — оранжевый, красный, жёлтый, охра хромопласты,
  • не влияющие на окрашивание, бесцветные лейкопласты.

Стоит отметить: установлено, что в клетках одновременно может быть только какой-то один из видов пластид.

Строение и функции хлоропластов

В них осуществляются процессы фотосинтеза. Присутствует хлорофилл (придает зеленую окраску). Форма – двояковыпуклая линза. Количество в клетке – 40-50. Имеет двойную мембрану. Внутренняя мембрана формирует плоские пузырьки – тилакоиды, которые упакованы в стопки – граны.

Это важно: основной функцией хлоропластов является фотосинтез – синтез органических веществ из неорганических при участии световой.

Хромопласты

За счет ярких пигментов придают органам растений яркие цвета: разноцветным лепесткам цветов, созревшим плодам, осенним листьям и некоторым корнеплодам (морковь).

Хромопласты не имеют внутренней мембранной системы. Пигменты могут накапливаться в кристаллическом виде, что придает пластидам разнообразные формы (пластина, ромб, треугольник).

Функции данного вида пластид пока до конца не изучены. Но по имеющейся информации, это устаревшие хлоропласты с разрушенным хлорофиллом.

Лейкопласты

Присущи тем частям растений, на которые солнечные лучи не попадают. Например, клубни, семена, луковицы, корни. Внутренняя система мембран развита слабее, чем у хлоропластов.

Ответственны за питание, накапливают питательные вещества, принимают участие в синтезе. При наличии света лейкопласты способны переродиться в хлоропласты.

Рибосомы

Мелкие гранулы, состоящие из РНК и белков. Единственные безмембранные структуры. Могут располагаться одиночно или в составе группы (полисомы).

Рибосому формируют большая и малая субъединица, соединенные ионами магния. Функция – синтез белка.

Микротрубочки

Это длинные цилиндры, в стенках которых расположен белок тубулин. Этот органоид – динамическая структура (может происходить его наращивание и распад). Принимают активное участие в процессе деления клеток.

Вакуоль — строение и функции

На рисунке обозначена голубым цветом. Состоит из мембраны (тонопласта) и внутренней среды (клеточного сока).

Занимает большую часть клетки, центральную её часть.

Запасает воду и питательные вещества, а также продукты распада.

Несмотря на единую структурную организацию в строении основных органоидов, в мире растений наблюдается огромное видовое разнообразие.

Любому школьнику, а тем более взрослому, нужно понимать и знать, какие обязательные части имеет растительная клетка и как выглядит её модель, какую роль они выполняют, и как называются органоиды, отвечающие за окраску частей растений.

Читайте также:  Конформистское поведение - Государство и право

1.3.2. Строение и форма клетки (морфология клетки)

Изучением строения клетки занимается цитология (от латинского cytos – клетка и logos – учение).

Клетка – это ограниченная активной мембраной, упорядоченная, структурированная система биополимеров, образующих цитоплазму и ядро, участвующих в единой совокупности метаболических, энергетических и информационных процессов и осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом (строение клетки изображено на рисунке 1.3.5). Это длинное и емкое определение требует дальнейших разъяснений.

Размер клеток может быть различным. Некоторые шаровидные бактерии имеют ничтожные размеры: от 0,2 до 0,5 мкм в диаметре (напомним, что 1 мкм в тысячу раз меньше 1 мм). В то же время существуют клетки, которые видны невооруженным глазом. Например, яйцо птицы – это, в сущности, одна клетка. Яйцо страуса достигает в длину 17,5 см, и это самая крупная клетка. Однако, как правило, размеры клеток колеблются в значительно более узких пределах – от 3 до 30 мкм.

Формы клеток также очень разнообразны. Некоторые из них приведены на рисунке 1.3.4. Клетки живых организмов могут иметь вид шара, многогранника, звезды, цилиндра и других фигур.

Рисунок 1.3.4. Формы клеток:

1 — клетка крови — лимфоцит; 2 — клетка печени — гепатоцит; 3 — клетка костной ткани — остеобласт; 4 — клетка мерцательного эпителия; 5 — бокаловидная клетка слизистой оболочки толстой кишки; 6 — мужская половая клетка (сперматозоид); 7 — клетка нервной ткани — нейрон

Несмотря на то, что клетки имеют разные формы и размеры, выполняют различные и часто весьма специфические функции, они, в принципе, имеют одинаковое строение, то есть у них можно выделить общие структурные единицы. Клетки животных и растений состоят из трех основных компонентов, представленных на рисунке 1.3.5: оболочки – клеточной мембраны (5), отделяющей содержимое клетки от внешней среды или от соседних клеток, цитоплазмы (4) и ядра (1).

Возможны, тем не менее, и исключения. Например, мышечные волокна ограничены мембраной и состоят из цитоплазмы с множеством ядер (рисунок 1.3.1). Иногда после деления дочерние клетки остаются связанными друг с другом с помощью тонких цитоплазматических перемычек. Есть примеры безъядерных клеток (эритроциты), имеющих в своем составе только клеточную мембрану и цитоплазму, они обладают ограниченными функциональными возможностями, так как лишены способности к самообновлению и воспроизводству, в связи с отсутствием ядра.

Ядро и цитоплазма составляют протоплазму.

Клеточная мембрана (рисунок 1.3.6) представляет собой оболочку, отделяющую содержимое клетки от внешней среды или соседних клеток. Основу клеточной мембраны составляет двойной слой липидов (1), в который погружены белковые молекулы (2), некоторые из них выполняют функцию рецепторов (3). Снаружи мембрана покрыта слоем гликопротеиновгликокаликсом (4). Одна из основных функций клеточной мембраны – барьерная, поскольку она ограничивает свободное перемещение веществ между цитоплазмой и внешней средой. Выросты (реснички мерцательного эпителия дыхательных путей, микроворсинки клеток кишечного эпителия) на клеточной мембране могут участвовать в процессах всасывания веществ внутрь клетки. Они значительно увеличивают площадь клеточной мембраны и наиболее характерны для эпителиальных клеток. Например, клетка кишечного эпителия имеет до 3000 микроворсинок, что увеличивает общую поверхность тонкой кишки до 200-300 м 2 и способствует интенсивному всасыванию питательных веществ.

Клеточная мембрана также осуществляет связь с внеклеточной средой и распознает вещества и стимулы, воздействующие на клетку. Эта способность обеспечивается специальными структурами клеточной мембраны, названными рецепторами.

Клеточные рецепторы – это белковые макромолекулы, расположенные внутри клеточной мембраны (трансмембранно) или в самой клетке, специфически (избирательно) реагирующие на определенные химические вещества. Особую роль играют рецепторы, распознающие биологически активные веществагормоны, медиаторы, специфические антигены других клеток или определенные белки. Различают рецепторы разных видов. Любой вид рецепторов способен связываться с ограниченным числом медиаторов или гормонов. Чем с меньшим числом медиаторов или гормонов может взаимодействовать данный рецептор, тем выше его специфичность. Это явление получило название принципа структурной комплементарности (соответствия). Этот принцип можно сравнить с правилом “ключ-замок”.

К выпускаемому замку (рецептору) прилагается ограниченный набор ключей (медиаторов или гормонов). Замок тем лучше, чем меньшее число “посторонних” ключей к нему подходит.

Клеточные рецепторы обеспечивают такие важные процессы, как взаимное распознавание клеток и регуляцию их функций. Эффекты лекарств также в большинстве случаев являются результатом взаимодействия молекул лекарственных веществ с рецепторами определенного вида. Подробнее об этом мы расскажем в главе 3.2, посвященной средствам, влияющим на вегетативную нервную систему, в третьей части книги.

На изменение физических факторов (температуру, давление, болевое раздражение и другие) реагируют рецепторы другого вида, представляющие собой окончания чувствительных нервных волокон. Они более подробно рассмотрены в главе 1.5, посвященной тканям, их строению и функциям, а также в разделах по местным анестетикам (обезболивающим средствам) и местнораздражающим средствам главы 3.1.

Важной функцией клеточной мембраны является обеспечение взаимодействия между соседними клетками. При этом образуются особые объединяющие структуры – межклеточные соединения, различные по своей структуре. Это могут быть выросты мембран соприкасающихся клеток, сцепленные между собой по правилу “ключ – замок” или переплетенные наподобие скрещенных пальцев рук (этот тип так и называется – пальцевидное соединение). Более сложные соединения – десмосомы (рисунок 1.3.7): два участка мембран соседних клеток (1) “прошиваются” насквозь особыми биологическими нитями – микрофиламентами и микротрубочками (2), участвующими в образовании каркаса клетки (цитоскелет, фрагмент 14 рисунка 1.3.5). Примером межклеточного контакта также являются синапсы, которые встречаются в местах соединения нервных клеток (нейронов) между собой или с клеткой какой-либо ткани (мышечной, эпителиальной). В них осуществляется односторонняя передача сигналов возбуждения или торможения. Более подробно о строении и работе синапсов вы также сможете узнать из последующих глав.

Цитоплазма заполняет внутриклеточное пространство между ядром и клеточной мембраной и под микроскопом напоминает желеобразную массу. Она состоит из гиалоплазмы (матрикса), в которую погружены обязательные клеточные компоненты – органеллы и различные непостоянные структуры (включения).

Гиалоплазма (матрикс цитоплазмы) является коллоидным раствором главным образом белка, в ней находится 20-25% общего количества белков клетки.

Органеллы – специализированные микроструктуры, которые постоянно присутствуют в клетке и выполняют ряд жизненно важных функций, обеспечивая внутриклеточный обмен веществ (метаболизм), а также энергетический и информационный обмен. Основными органеллами клетки являются эндоплазматическая сеть, митохондрии, аппарат Гольджи и лизосомы.

Эндоплазматическая сеть (рисунок 1.3.8) состоит из множества замкнутых зон в виде пузырьков (вакуолей) (5), плоских мешков или трубчатых образований (2), отделенных от гиалоплазмы мембраной (3) и имеющих внутренние полости с собственным содержимым (4).

Со стороны гиалоплазмы она покрыта мелкими округлыми тельцами, названными рибосомами (1) (содержат большое количество РНК) и придающими ей под микроскопом “шероховатый” или гранулярный вид. Рибосома (рисунок 1.3.9) состоит из большой и малой субъединиц, в которых имеется желобок. Он образует канал при сборке рибосомы, по которому проходит матричная (информационная) РНК. На рибосомах синтезируются белки, например, служащие строительным материалом для клеточных органелл. Такие белки в дальнейшем расходуются на нужды самой клетки, а другие – синтезированные “на экспорт” – покидают клетку, участвуя в межклеточном обмене информацией или выполнении клеткой специфических функций.

Накапливающиеся в полостях эндоплазматической сети белки, в том числе ферментные, необходимы для внутриклеточного обмена веществ и пищеварения. Они транспортируются в аппарат Гольджи, после чего входят в состав лизосом или секреторных гранул, отделенных от гиалоплазмы мембраной.

Читайте также:  Настойка прополиса лечебные свойства и противопоказания, что такое прополис, как и сколько можно хра

Часть эндоплазматической сети не содержит рибосом, ее называют гладкой эндоплазматической сетью. Эта сеть участвует в метаболизме липидов и некоторых внутриклеточных полисахаридов. Она играет важную роль в разрушении вредных для организма веществ (особенно в клетках печени).

Митохондрии (рисунок 1.3.10) являются также очень важными компонентами клетки. В них происходит превращение веществ, поступающих с пищей, в богатые энергией соединения. Эти соединения впоследствии расходуются во всех процессах, требующих затраты энергии. Они имеют гладкую наружную мембрану (1), а внутренняя мембрана (2) образует множество выростов, перегородок (3). Митохондрии называют еще органеллами клеточного дыхания или силовыми станциями клетки, так как основной источник энергии в живых организмах – аденозинтрифосфат (АТФ) – синтезируется именно в них.

Аппарат Гольджи (рисунок 1.3.11) назван по имени итальянского гистолога К. Гольджи. Он представляет собой комплекс уплощенных мешков (цистерн) (2), сложенных наподобие стопки блинов, и трубочек (3), от которых отщепляются пузырьки (1) с собственным содержимым – так образуются, в частности, первичные лизосомы (4). В аппарате Гольджи происходит накопление продуктов, синтезированных в эндоплазматической сети, их химическая модификация, синтез полисахаридов и образование их комплексов с белками (мукопротеидов), а также “упаковка” и выведение вырабатываемых продуктов (секрета) за пределы клетки.

Лизосомы (фрагмент 11 рисунка 1.3.5 и фрагмент 4 рисунка 1.3.11) – сферические тельца, размером 0,2-0,4 мкм, ограниченные одиночной мембраной. В клетке можно обнаружить различные виды лизосом, но все они объединены общим признаком – наличием в них ферментов, расщепляющих биополимеры. Ферменты лизосом синтезируются в эндоплазматической сети, а затем “упаковываются” в мембранную оболочку в аппарате Гольджи (первичные лизосомы). При слиянии первичных лизосом с вакуолями, содержащими поглощенные клеткой питательные вещества, или с измененными органеллами самой клетки образуются вторичные лизосомы. В них, под действием ферментов, происходит расщепление сложных веществ. Продукты расщепления проходят через мембрану лизосомы в гиалоплазму и включаются в различные процессы внутриклеточного обмена. Однако переваривание сложных веществ в лизосоме не всегда идет до конца. В этом случае внутри нее накапливаются непереваренные продукты. Такие лизосомы называют остаточными тельцами. В этих тельцах происходит уплотнение содержимого, его вторичная структуризация и отложение пигментных веществ. Так, у человека при старении организма в остаточных тельцах клеток мозга, печени и мышечных волокон происходит накопление “пигмента старения”липофусцина.

Лизосомы, соединившиеся с измененными органеллами самой клетки, играют роль внутриклеточных “чистильщиков”, убирающих дефектные структуры. Увеличение числа таких лизосом является обычным явлением при процессах, обусловленных болезнью. В нормальных условиях число лизосом-«чистильщиков» увеличивается при так называемых метаболических стрессах, когда повышается активность клеток в органах, участвующих в обмене веществ, например клеток печени.

Особой разновидностью лизосом являются пероксисомы (рисунок 1.3.5, фрагмент 13). В своем составе они имеют пероксидазу – фермент, нейтрализующий многие токсические вещества, в том числе этиловый спирт.

Помимо вышеописанных (эндоплазматическая сеть, митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы), в клетке встречается большое число самостоятельных образований в форме нитей, трубочек или даже мелких плотных телец (включений). Они выполняют разнообразные функции: образуют каркас (цитоскелет, фрагмент 14 рисунка 1.3.5), необходимый для сохранения формы клетки, участвуют в транспорте веществ внутри клетки и в процессах деления.

В некоторых клетках встречаются специальные органеллы движения – реснички и жгутики, которые выглядят как выросты клетки, ограниченные внешней клеточной мембраной. Свободные клетки, имеющие реснички или жгутики, обладают способностью передвигаться (сперматозоиды) или перемещать жидкость и различные частицы. Например, внутренняя поверхность бронхов выстлана так называемыми реснитчатыми клетками, которые постоянным колебанием (мерцанием) ресничек продвигают бронхиальный секрет (мокроту) в сторону гортани, удаляя микроорганизмы и мельчайшие частицы пыли, попавшие в дыхательные пути.

Ядро клетки (рисунок 1.3.12) имеет округлую форму и окружено ядерной оболочкой (1), которая отличается большей пористостью (2), чем наружная клеточная мембрана. Через нее могут проходить целые молекулы белка. Ядро заполнено прозрачной нуклеоплазмой, в которую погружены тонкие длинные нити хроматина (3). В период деления клетки хроматин уплотняется, образуя хромосомы, хорошо различимые даже в световом микроскопе. Хроматин и хромосомы – это уровни упаковки генетического материала (рисунок 1.3.13). Цепи дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) (3) накручиваются на особые белки – гистоны (4).

ДНК – основной носитель генетической информации. Нити ДНК образуют двойную спираль, закрученную вокруг общей оси.

Ген – это участок ДНК, содержащий программу построения только одного определенного белка, например, хорошо всем известного гормона – инсулина. Афористическая формула “Один ген – один белок” была открыта еще полвека назад.

Информация, содержащаяся в гене, передается в цитоплазму посредством матричной, или информационной РНК (мРНК), подробнее о которой мы расскажем, разбирая биосинтез белка. Если контакт ядра с цитоплазмой прекращается, то скорость всех реакций в клетке постепенно замедляется, и она в результате погибает.

Помните правило “ключ – замок”? Как раз на основе этого механизма (принципа структурной комплементарности) расположенные напротив азотистые основания (в составе нуклеотидов) нитей ДНК соединяются в пары путем образования водородных связей: аденин (А) только с тимином (Т), а гуанин (G) только с цитозином (С) (рисунок 1.3.13, фрагменты 1 и 2). Таким же образом к одной из цепей ДНК достраивается мРНК.

В период деления происходит “ремонт”, воспроизведение и удвоение (редупликация) молекул ДНК, что позволяет передать дочерним клеткам одинаковый в количественном и качественном отношении объем генетической информации.

Самая большая из хромосом человека содержит ДНК длиной около 7 см. Суммарная длина молекул ДНК во всех хромосомах одной клетки человека составляет приблизительно 170 см.

Помимо хромосом, в ядре находится также одно или несколько относительно больших круглых ядрышек (4), размером 1-5 мкм, которые богаты рибонуклеиновой кислотой (РНК). Она активно расходуется при делении клеток, а также на образование рибосом (рисунок 1.3.9). Эти ядрышки представляют собой петли из нитей хроматина, которые участвуют в синтезе белка.

Научная электронная библиотека

Глущенко Л. Ф., Глущенко Н. А.,

1.1.1. Строение и химический состав дрожжевой клетки

Дрожжевая клетка (рис. 1) состоит из клеточной плазмы (цитоплаз­ма) (1), которая окружена клеточ­ной мембраной (3) и в которой находится ряд органелл, обеспечивающих реакции об­мена веществ. При этом важнейшей органеллой является, естественно, клеточное ядро (нуклеус) (10) — управляющий центр клет­ки. Оно окружено замкнутой двойной пористой мембраной ядра [13]. Ядро регулирует и направляет химические процессы в клетке и образует с цитоплазмой единую взаимосвязанную систему [10].

Ядро клетки содержит основное вещество (плазму), матрицу ядра и хромосомы. В них каждая клетка хранит свой структурный план, закодированный в форме генов. Гены построены из полимерной молекулы, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), инфор­мационный объем которой составляет 10 9 -10 10 бит. ДНК управляет всеми процессами обмена веществ, роста и развития клетки. В ядре клетки размещено также ядрышко (nucleolus) (12), состоящее из рибонуклеино­вой кислоты [13].

Рисунок 1 — Дрожжевая клетка (по Hough, Briggs и Stevens):

1 — цитоплазма; 2 — клеточная стенка; 3 — клеточная мембрана; 4 — почечный рубец; 5 — митохондрии; 6 — ва­куоль; 7 — полиметафосфатная гранула; 8 — липидная гранула; 9 — эндоплазматическая сеть, 10 — клеточное ядро (нуклеус); 11 — мембрана ядра; 12 — ядрышко

Дрожжевая клетка содержит большое ко­личество митохондрий (5). Митохондрии получают пируват, обра­зующийся в цитоплазме, и разлагают его в процессе дыхания на диоксид углерода и воду с образованием аденозинтрифосфата (АТФ) и аденозиндифосфата (АДФ), представляющих собой носители энергии. Поэтому митохондрии называют иногда «энергетическими станциями клетки».

Читайте также:  Студопедия — АППЕНДЭКТОМИЯ

Шероховатая эндоплазматическая сеть (ЭС) (9) служит для синтеза протеина, а глад­кая эндоплазматическая сеть синтезирует липиды и отвечает за процессы освобождения от ядовитых веществ. Образующийся проте­ин блокируется и перемещается в предусмот­ренное место в везикулах, снабженных обо­лочкой. Эту задачу берет на себя комплекс Гольджи, представляющий собой своего рода «сортировочную станцию». Секреторная ве­зикула с ядовитым веществом (например, со спиртом) транспортируется к клеточной мембране и выносится наружу.

За переработку отходов клетки отвечают лизосомы, обеспечивающие внутрикле­точное пищеварение и разлагающие высокомолекулярные структуры в низкомолекулярные. Рибосомы синтезируют протеин и распреде­ляют его в клетке. Тем самым они отвечают за соединение аминокислот с образованием про­дуктов генного синтеза в соответствии с ин­формацией, получаемой из ядра клетки.

Особенно важны клеточные мембраны, которые окружают не только всю клетку, но и ее многочисленные органеллы. ЭС осуществляет интенсивное произ­водство этих мембран. Важными структурными элементами кле­точных мембран являются фосфолипиды, структура которых имеет важное значение для их функционирования: два остатка жирной кис­лоты этерифицируются глицерином (С3Н5(ОН)3), на третью ОН-группу глицерина при­крепляется через фосфатный остаток амино­кислота (фосфолипид). Построение клеточной мембраны из молекул фосфолипидов обусловливает два взаимно противоположных свойства структуры: в то время как глицериновый остаток с фосфором и аминокислотным остат­ком притягивает воду (является гидрофильным), хвосты кислотных остатков, расположенные в клеточной мембране плотно друг к другу, а в двух слоях — друг против друга, отталкивают воду (являются гидрофобными). В результате образуется непроницаемый двойной слой (мембрана) без наличия связей между фосфолипидными молекулами.

Клеточная мембрана дрожжевой клет­ки обладает толщиной 6 нм и составляет всего 1/1000 клеточного диаметра, она окружает не только весь объем дрожжевой клетки, но и образует мембраны вокруг клеточных органелл, и разделяет отдель­ные области клетки. Поверхность дрожжевой клетки составляет около 150 мкм 2 , 10 г прес­сованных дрожжей имеют контактную поверх­ность около 9. 10 м 2 .

Энергоемкое образование липидов, пред­ставляющих собой главные составные части мембран, зависит от наличия кислорода. При этом часть имеющихся жирных кислот пре­вращается в ненасыщенные жирные кислоты, имеющие более низкую температуру плавле­ния и соответственно обладающие более вы­сокой текучестью. При недостатке кислорода построение клеток преждевременно прекра­щается.

Стенка клетки полупроницаема. Поступ­ление растворенных веществ (сахаров, аминокислот, жирных кислот, мине­ральных веществ) происходит избирательно через нерастворимые транспортные протеи­ны, находящиеся в мембране и пропускающие совершенно определенные группы веществ. Выделение на­ружу продуктов распада, образованного спирта, происходит через мембрану при помощи так называемой везикулы Гольджи.

К внешней поверхности клеточной мембра­ны прикреплены гликолизированные полисахаридные остатки (гликокаликс), состоящие на 30. 40% из маннана и на 30. 40% — из глюкана. Находящийся снаружи маннан связан сложной эфирной связью с фос­фором, а находящийся внутри глюкан связан сложной эфирной связью с серой и интегрирован в общем комплексе белков и ферментов, которые обеспечивают расщепление веществ для прохода их через клеточную мембрану. По­этому структура этих сложных образований играет большую роль. На внутренней и внешней стороне мемб­раны находятся периферийные протеины; на внутренней стороне расположен еще слой трегалозы.

Совокупность оболочки, состоящей из клеточной мембраны, прикрепленных слоев и гликокаликса, называется стенкой клетки [13]. Клеточная стенка представляет собой жесткую структуру толщиной 25 нм, составляет около 25% сухой массы клетки и состоит в основном из глюкана, маннана, хитина и белка. Организация клеточной стенки недостаточно изучена, однако совре­менные теории отдают предпочтение модели трехслойной структуры, согласно которой внутренний глюкановый слой отделен от внешнего маннанового промежуточным слоем с повышенным содержани­ем белка.

В цитоплазме, занимающей бо­лее 50% объема клетки, располагается большинство путей обмена расщепленных питатель­ных веществ и построения собствен­ных элементов клетки. Весь промежуточный обмен веществ — гликолиз, син­тез жирных кислот, биосинтез протеинов и многое другое протекает здесь параллельно друг другу. В водной среде движутся рибосомы, ферменты и продукты расщепления — близко друг от друга в мощных потоках среды [13]. Цитоплазма регулирует обмен питательных веществ и метаболитов благодаря избирательной проницаемости.

Условия культивирования дрожжей влияют на структуру цитоплазмы клетки. В аэробных условиях («дышащая» клетка) она однородна и не содержит включений, в анаэробных же («бродящая » клетка) — то появляются, то исчезают мелкие вакуоли и различные органоиды. Характерной особенностью вакуолей дрожжей является наличие в них метахроматина (волютина). Он может накапливаться в больших количествах как запасное вещество, при голодании запас его быстро уменьшается, как это происходит с жиром и гликогеном [6].

Морфологическое строение дрожжевой клетки часто оказывает влияние на физиологическое состояние. У молодых клеток оболочка тонкая, протоплазма мелкозернистая. По мере старения клетки протоплазма становится крупнозернистой и количество включений и вакуолей в ней увеличивается. Старые, голодающие клетки обычно находятся в осадке и характеризуются зернистой протоплазмой; мертвые клетки имеют неправильную форму и окрашиваются метиленовым синим [13].

Зачастую в клетке можно обнаружить на­полненные кислым клеточным соком и окру­женные мембраной пространства — так на­зываемые вакуоли. Здесь откладываются оп­ределенные протеины и избыточные соли. С помощью об­ратимой мобилизации кристаллов солей клет­ка может регулировать ее внутреннее давление (тургор), если, например, осмотическое дав­ление снаружи увеличится благодаря повы­шенному содержанию экстракта или спирта [13]. Зрелые дрожжевые клетки содержат большую вакуоль. Считают, что при образовании почки вакуоль дробится на мелкие ва­куоли, которые распределяются между материн­ской клеткой и почкой. В дальнейшем эти мелкие вакуоли снова сливаются, образуя по одной вакуоли в материнской и дочерней клет­ках. Функция вакуоли точно не установлена. В ней содержатся гидролитические ферменты, по­лифосфаты, липиды, ионы металлов и др. Ваку­оль, возможно, выполняет функции резервуара для хранения питательных веществ и гидроли­тических ферментов [14].

Наиболее существенными составными частями дрожжевой клетки являются углеводы, азотосодержащие, гуминовые и минеральные вещества. Дрожжи содержат 24. 30 % сухого вещества и 70. 76 % воды. Сухое вещество на 90. 95 % состоит из органических и на 5. 10 % — из неорганических веществ: фосфорной кислоты и калия. Белков и других азотосодержащих веществ в дрожжах содержится 54. 56 %. Иногда при снижении гликогена в клетке азотосодержащих веществ может быть до 70%, причем 90 % их являются высокомолекулярными соединениями (белки) и 10% — низкомолекулярными (аминокислоты).

В дрожжевой клетке содержится 24. 40 % углеводов в пересчете на сухое вещество. Они состоят в основном из гликогена, который вместе с трегалозой представляет собой запасные вещества. Гликоген — запасное питательное вещество в дрожжах, характеризующее их хорошее физиологическое состояние. Расщепление гликогена дает энергию для синтеза стеролов и ненасыщенных жирных кислот, которые важны для пра­вильной работы дрожжевых мембран, особенно в анаэробных условиях. Поэтому содержание этих веществ может служить показателем жизнеспособности дрожжей [8].

При избытке питательных веществ, на­пример, после начала брожения, дрожжевая клетка запасает резервные вещества. По данным Кунце [13] содержание гликогена мо­жет возрасти на 30 % и более от содержания СВ дрожжей; он помещается в аккумулирую­щих гранулах, расположенных в цитоплазме. Считается, что важна не абсолютная концентрация гликогена, а изменение относительного количе­ства в течение той или иной стадии процесса. Существенное снижение содержания гликогена говорит о неблагополучном состоянии дрож­жей. Точно так же, как фосфаты и липиды, которые требуются дрожжам для построения но­вых веществ клетки, откладывается трегалоза (дисахарид) [13].

Ссылка на основную публикацию
Строение головного мозга у земноводных (амфибии); Мурзим
Мозжечок: анатомия, функции и нарушения Мозжечок (Cerebellum) — это плотное образование размером с кулак, расположенное в основании головного мозга. Он...
Стоматологическая клиника Дента-Эль на метро Отрадное отзывы, фото, цены, телефон, адрес и как добра
Стоматологическая клиника "Дента-Эль" (филиал на ул. Хачатуряна) Адрес 127562, Москва, ул. Хачатуряна, д. 12, кор. 1 , Отрадное район метро...
Стоматологическая клиника Невская Стоматология на метро Елизаровская отзывы, фото, цены, телефон и а
Отзывы про стоматологию Невская Стоматология 3.0 22 отзыва 75 место в рейтинге Адрес г. Санкт-Петербург, ул. Ольминского д.4 Район Невский...
Строение и топография непарной вены и грудного протока у человека и белой крысы с позиций эмбриогене
Сердечное вдавление легкого У человека непарная вена (НВ) проходит с правой стороны от средней линии и грудной аорты, огибает сзади...
Adblock detector