✅Будова клітини — таблиця з органоїдами і їх функціями

Елементарною і функціональною одиницею всього живого на нашій планеті є клітина. У даній статті Ви докладно дізнаєтеся про її будову, функції органоїдів, а також знайдете відповідь на питання: «Чим відрізняється будова клітин рослин і тварин?».

Будова клітини

Наука, яка вивчає будову клітини та її функції, називається цитологією. Попри свої незначні розміри, дані частини організму мають складну структуру. Всередині знаходиться напіврідка речовина, що називається цитоплазмою. Тут проходять всі життєво важливі процеси і розташовуються складові частини – органели. Дізнатися про їх особливості Ви зможете далі.

Ядро

Найважливішою частиною є ядро. Від цитоплазми його відокремлює оболонка, яка складається з двох мембран. У них є пори, щоб речовини могли потрапляти з ядра в цитоплазму і навпаки. Всередині знаходиться ядерний сік (каріоплазма), в якому розташовується ядерце і хроматин.

Саме ядро ​​керує життєдіяльністю клітини і зберігає генетичну інформацію.

Функціями внутрішнього вмісту ядра є синтезування білка і РНК. З них утворюються особливі органели – рибосоми.

Рибосоми

Розташовуються навколо ендоплазматичної мережі, при цьому роблячи її поверхню шорсткою. Іноді рибосоми вільно розташовуються в цитоплазмі. До їх функцій відноситься біосинтез білка.

Ендоплазматична мережа

ЕРС може мати шорстку або гладку поверхню. Шорстка поверхня утворюється за рахунок наявності рибосом на ній.

До функцій ЕРС відноситься синтез білка і внутрішнє транспортування речовин. Частина освічених білків, вуглеводів і жирів по каналах ендоплазматичної мережі надходить в особливі ємності для зберігання. Називаються ці порожнини апаратом Ґольджі, представлені вони у вигляді стопок «цистерн», які відділені від цитоплазми мембраною.

Апарат Ґольджі

Найчастіше розташовується поблизу ядра. У його функції входить перетворення білка і утворення лізосом. В даному комплексі зберігаються речовини, які були синтезовані самою клітиною для потреб всього організму, і пізніше виведуться з неї.

Лізосоми представлені у вигляді травних ферментів, які укладені за допомогою мембрани в бульбашки і розносяться по цитоплазмі.

Мітохондрії

Ці органели покриті подвійною мембраною:

Функціями мітохондрій є дихання і перетворення поживних речовин в енергію. У кристах знаходиться фермент, який синтезує з поживних речовин молекули АТФ. Ця речовина є універсальним джерелом енергії для всіляких процесів.

Дані органели містять власну нитку ДНК і здатні до самостійного розмноження. Цей факт навів вчених на думку, що спочатку мітохондрії існували самостійно, і були схожі з бактеріями. Через деякий час вони оселилися всередині клітинного організму, можливо, як паразитує особина. А, через багато років, стали органелами, без яких не обходиться жодна еукаріотична клітина.

Плазматична мембрана

Клітинна стінка відділяє і захищає внутрішній вміст від зовнішнього середовища. Вона підтримує форму, забезпечує взаємозв’язок з іншими клітинами, забезпечує процес обміну речовин. Складається мембрана з подвійного шару ліпідів, між якими знаходяться білки.

Порівняльна характеристика

Рослинна і тваринна клітина відрізняються один від одного своєю будовою, розмірами і формами. А саме:

• клітинна стінка у рослинного організму має щільне будова за рахунок наявності целюлози;
• у рослинної клітини є пластиди і вакуолі;
• тваринна клітина має центріолі, які мають значення в процесі розподілу;
• зовнішня мембрана тваринного організму гнучка і може набувати різних форм.

Підсумувати знання про основні частини клітинного організму допоможе наступна таблиця:

Що ми дізналися?

Живий організм складається з клітин, які мають досить складну будову. Зовні вона покрита щільною оболонкою, яка захищає внутрішній вміст від впливу зовнішнього середовища.

Всередині знаходиться ядро, яке регулює всі процеси, що відбуваються і зберігає генетичний код. Навколо ядра розташована цитоплазма з органоїдами, кожен з яких має свої особливості і характеристику.

Що це – органоїд? Будова і функції органоїдів. Органоїди рослинної клітини. Органоїди тваринної клітини

Клітина – це рівень організації живої матерії, самостійна біосистема, яка володіє основними властивостями всього живого. Так, вона може розвиватися, розмножуватися, рухатися, адаптуватися і змінюватися. Крім цього, будь-яким клітинам притаманний обмін речовин, специфічна будова, впорядкованість структур і функцій.

• Що таке органоїд?
• Класифікація органоїдів
• Ядро
• Ендоплазматична мережа (ретикулум)
• Лізосоми, їх функції
• Вакуолі
• Комплекс Гольджі
• Мітохондрії – енергетичні станції клітини
• Пластиди – органоїди рослинної клітини
• Рибосоми
• Цитоскелет клітини
• Центр клітини (центросома)
• Органели руху
• Ув’язнення
• Таблиця «Органоїди клітини еукаріот»
• Органоїд
• Рослинна клітина
• Тваринна клітина
• Основні функції

Наука, яка займається вивченням клітин, – це цитологія. Її предметом є структурні одиниці багатоклітинних тварин і рослин, одноклітинні організми – бактерії, найпростіші і водорості, що складаються всього з однієї клітини.

Якщо говорити про загальну організацію структурних одиниць живих організмів, то вони складаються з оболонки і ядра з ядришком. Також до їх складу входять органоїди клітини, цитоплазма. На сьогоднішній день високорозвинені різноманітні методи дослідження, але провідне місце займає мікроскопія, яка дозволяє вивчати будову клітин і досліджувати її основні структурні елементи.

Що таке органоїд?

Органоїди (їх ще називають органелами) – постійні складові елементи будь-якої клітини, які роблять її цілісною і виконують певні функції. Це структури, які є життєво необхідними для підтримки її діяльності.

До органоїдів належать ядро, лізосоми, ендоплазматична мережа і комплекс Гольджі, вакуолі та везикули, мітохондрії, рибосоми, а також клітинний центр (центросома). Сюди також відносять структури, які утворюють цитоскелет клітини (мікротрубочки і мікрофіламенти), меланосоми. Окремо слід виділити органоїди руху. Це реснички, джгутики, міофібрили і псевдоніжки.

Всі ці структури взаємопов’язані і забезпечують скоординовану діяльність клітин. Саме тому на питання: «Що таке органоїд?» – можна відповісти, що це компонент, який можна прирівняти до органу багатоклітинного організму.

Класифікація органоїдів

Клітини відрізняються розмірами і формою, а також своїми функціями, але при цьому вони мають схожу хімічну будову і єдиний принцип організації. При цьому питання про те, що таке органоїд і які це структури, досить дискусійне. Так, наприклад, лізосоми або вакуолі іноді не відносять до клітинних органелів.

Якщо говорити про класифікацію даних компонентів клітин, то виділяють немембранні та мембранні органоїди. Немембранні – це клітинний центр і рибосоми. Органоїди руху (мікротрубочки і мікрофіламенти) також позбавлені мембран.

В основі будови мембранних органелл лежить наявність біологічної мембрани. Одномебранні і ^ ембранні органоїди мають оболонку з єдиною структурою, яка складається з подвійного шару фосфоліпідів і білкових молекул. Вона відокремлює цитоплазму від зовнішнього середовища, допомагає клітці зберігати форму. Варто згадати, що в клітинах рослин крім мембрани ще є і зовнішня целюлозна оболонка, яку називають клітинною стінкою. Вона виконує опорну функцію.

До мембранних органелів належить ЕПС, лізосоми і мітохондрії, а також лізосоми і пластиди. Їхні мембрани можуть відрізнятися тільки за набором протеїнів.

Якщо говорити про функціональну здатність органелл, то деякі з них здатні синтезувати певні речовини. Так, важливі органоїди синтезу – мітохондрії, в яких утворюється АТФ. Рибосоми, пластиди (хлоропласти) і шорстка ендоплазматична мережа відповідають за синтез білків, гладка ЕПС – за синтез ліпідів і вуглеводів.

Розглянемо будову і функції органоїдів більш докладно.

Ядро

Ця органела надзвичайно важлива, оскільки при її видаленні клітини перестають функціонувати і гинуть.

Ядро має подвійну мембрану, в якій є безліч пір. За допомогою них воно тісно пов’язується з ендоплазматичною мережею і цитоплазмою. Цей органоїд містить хроматин – хромосоми, які є комплексом протеїнів і ДНК. З огляду на це, можна сказати, що саме ядро є органелою, яка відповідає за збереження основної кількості геному.

Рідка частина ядра називається кариоплазмою. У ній містяться продукти життєдіяльності структур ядра. Найбільш щільна зона – ядришко, в якому розміщуються рибосоми, складні білки і РНК, а також фосфати калію, магнію, цинку, заліза і кальцію. Ядришко зникає перед поділом клітин і формується знову на останніх етапах даного процесу.

Ендоплазматична мережа (ретикулум)

ЕПС – одномембранний органоід. Він займає половину обсягу клітини і складається з канальців і цистерн, які пов’язані між собою, а також з цитоплазматичною мембраною і зовнішньою оболонкою ядра. Мембрана даного органоїда має таку ж структуру, що і плазмалема. Дана структура цілісна і не відкривається в цитоплазму.

Ендоплазматичний ретикулум буває гладким і гранулярним (шорстким). На внутрішній оболонці гранулярної ЕПС розміщуються рибосоми, в яких проходить синтез протеїнів. На поверхні гладкої ендоплазматичної мережі рибосоми відсутні, але тут проходить синтез вуглеводів і жирів.

Всі речовини, які утворюються в ендоплазматичній мережі, переносяться за системою канальців і трубочок до місць призначення, де накопичуються і згодом використовуються в різних біохімічних процесах.

Враховуючи синтезуючу здатність ЕПС, шорсткий ретикулум розміщується в клітинах, основна функція яких – утворення протеїнів, а гладкий – в клітинах, що синтезують вуглеводи і жири. Крім цього, в гладкому ретикулумі накопичуються іони кальцію, які потрібні для нормального функціонування клітин або організму в цілому.

Треба також зазначити, що ЕПС є місцем утворення апарату Гольджі.

Лізосоми, їх функції

Лізосоми – це клітинні органоїди, які представлені одномембранними мішечками округлої форми з гідролітичними і травними ферментами (протеази, липази і нуклеази). Для вмісту лізосом характерне кисле середовище. Мембрани даних утворень ізолюють їх від цитоплазми, попереджаючи руйнування інших структурних компонентів клітин. При вивільненні ферментів лізосоми в цитоплазму відбувається саморуйнування клітини – автоліз.

Слід зазначити, що ферменти первинно синтезуються на шорсткій ендоплазматичній сітці, після чого переміщуються в апарат Гольджі. Тут вони проходять модифікацію, упаковуються в мембранні бульбашки і починають відокремлюватися, стаючи самостійними компонентами клітини – лізосомами, які бувають первинними і вторинними.

Первинні лізосоми – структури, які відокремлюються від апарату Гольджі, а вторинні (травні вакуолі) – це ті, які утворюються внаслідок злиття первинних лізосом і ендоцитозних вакуолів.

Враховуючи таку структуру та організацію, можна виділити основні функції лізосом:

• перетравлення різних речовин всередині клітини;
• знищення клітинних структур, які не потрібні;
• участь у процесах реорганізації клітин.

Вакуолі

Вакуолі – це одномембранні органели сферичної форми, які є резервуарами води і розчинених у ній органічних і неорганічних сполук. В освіті даних структур бере участь апарат Гольджі та ЕПС.

У тваринній клітці вакуолів небагато. Вони дрібні і займають не більше 5% обсягу. Їхня основна роль – забезпечення транспорту речовин по всій клітці.

Вакуолі рослинної клітини великі і займають до 90% обсягу. У зрілій клітці є тільки одна вакуоль, яка займає центральне положення. Її мембрану називають тонопластом, а вміст – клітинним соком. Основні функції рослинних вакуолів – забезпечення напруги клітинної оболонки, накопичення різних сполук і відходів життєдіяльності клітини. Крім того, ці органоїди рослинної клітини постачають воду, необхідну для процесу фотосинтезу.

Якщо говорити про склад клітинного соку, то в нього входять такі речовини:

• запасні – органічні кислоти, вуглеводи і протеїни, окремі амінокислоти;
• сполуки, які утворюються в процесі життєдіяльності клітин і накопичуються в них (алкалоїди, дубильні речовини і феноли);
• фітонциди та фітогормони;
• пігменти, за рахунок яких плоди, коренеплоди і пелюстки кольорів фарбуються у відповідний колір.

Комплекс Гольджі

Будова органоїдів під назвою «апарат Гольджі» досить проста. У клітинах рослин вони виглядають як окремі тільця з мембраною, у клітинах тварин вони представлені цистернами, канальцями і бульбашками. Структурна одиниця комплексу Гольджі – це диктиосома, яка представлена стопкою з 4-6 «цистерн» і дрібних бульбашок, що відокремлюються від них і є внутрішньоклітинною транспортною системою, а також можуть служити джерелом лізосом. Число диктиосом може коливатися від однієї до декількох сотень.

Комплекс Гольджі, як правило, розміщується біля ядра. У тварин клітинах – біля клітинного центру. Основними функціями цих органелл є таке:

• секреція і накопичення протеїнів, ліпідів і цукридів;
• модифікація органічних сполук, що надходять до комплексу Гольджі;
• даний органоїд є місцем утворення лізосом.

Слід зазначити, що ЕПС, лізосоми, вакуолі, а також апарат Гольджі разом утворюють канальцево-вакуолярну систему, яка розділяє клітку на окремі ділянки з відповідними функціями. Крім того, дана система забезпечує постійне оновлення мембран.

Мітохондрії – енергетичні станції клітини

Мітохондрії – ^ ембранні органоїди палочковидної, кулястої або нітевидної форми, які синтезують АТФ. Вони мають зовнішню гладку поверхню і внутрішню мембрану з численними складками, які називаються крістами. Слід зазначити, що число порожніх у мітохондріях може змінюватися залежно від потреби клітини в енергії. Саме на внутрішній мембрані зосереджені численні ферментні комплекси, що синтезують аденозинтрифосфат. Тут енергія хімічних зв’язків перетворюється на макроергічні зв’язки АТФ. Крім того, в мітохондріях проходить розщеплення жирних кислот і вуглеводів з вивільненням енергії, яка накопичується і використовується на процеси зростання і синтезу.

Внутрішнє середовище даних органелл називається матриксом. Вона містить кільцеві ДНК і РНК, дрібні рибосоми. Цікаво, що мітохондрії – напівавтономні органоїди, оскільки залежать від функціонування клітини, але в той же час можуть зберігати певну самостійність. Так, вони здатні синтезувати власні білки і ферменти, а також розмножуватися самостійно.

Вважається, що мітохондрії виникли при попаданні в клітку-господаря аеробних прокаріотичних організмів, що призвело до утворення специфічного симбіотичного комплексу. Так, мітохондріальна ДНК має таку ж будову, як і ДНК сучасних бактерій, а синтез білків і в мітохондріях, і в бактеріях інгібується однаковими антибіотиками.

Пластиди – органоїди рослинної клітини

Пластиди є досить великими органелами. Вони присутні тільки в клітинах рослин і утворюються з попередників – пропластид, містять ДНК. Ці органоїди відіграють важливу роль у метаболізмі і відокремлені від цитоплазми подвійною мембраною. Крім цього, в них може утворюватися впорядкована система внутрішніх мембран.

Пластиди бувають трьох типів:

1. Хлоропласти – найбільш численні пластиди, що відповідають за фотосинтез, при якому утворюються органічні сполуки і вільний кисень. Ці структури мають складну будову і здатні переміщатися в цитоплазмі в бік джерела світла. Основна речовина, яка міститься в хлоропластах, – хлорофіл, за допомогою якого рослини можуть використовувати енергію сонця. Слід зазначити, що хлоропласти подібно мітохондріям є напівавтономними структурами, оскільки здатні до самостійного поділу і синтезу власних білків.
2. Лейкопласти – безбарвні пластиди, які під дією світла перетворюються на хлоропласти. Дані клітинні компоненти містять ферменти. За допомогою них глюкоза перетворюється і накопичується у формі крохмальних зерен. У деяких рослин ці пластиди здатні накопичувати ліпіди або протеїни у вигляді кристалів і аморфних телець. Найбільша кількість лейкопластів зосереджена в клітинах підземних органів рослин.
3. Хромопласти – похідні інших двох видів пластид. У них утворюються каротиноїди (при руйнуванні хлорофілу), які мають червоний, жовтий або помаранчевий колір. Хромопласти – кінцева стадія перетворення пластид. Найбільше їх у плодах, пелюстках та осінніх листях.

Рибосоми

Що таке органоїд під назвою рибосома? Рибосомами називають немембранні органели, що складаються з двох фрагментів (малої і великої суб’єдиниці). Їх діаметр становить близько 20 нм. Вони зустрічаються в клітинах усіх типів. Це органоїди тварин і рослинних клітин, бактерій. Утворюються ці структури в ядрі, після чого переходять в цитоплазму, де розміщуються вільно або прикріплюються до ЕПС. Залежно від синтезуючих властивостей рибосоми функціонують поодинці або об’єднуються в комплекси, утворюючи полірибосоми. В даному випадку ці немембранні органели зв’язуються молекулою інформаційної РНК.

Рибосома містить 4 молекули р-РНК, які складають її каркас, а також різні білки. Основне завдання даного органоїда – збір поліпептидного ланцюга, що є першою стадією синтезу протеїнів. Ті білки, які утворюються рибосомами ендоплазматичного ретикулуму, можуть використовуватися всім організмом. Протеїни для потреб окремої клітини синтезуються рибосомами, які розміщуються в цитоплазмі. Слід зазначити, що рибосоми також зустрічаються в мітохондріях і пластидах.

Цитоскелет клітини

Клітинний цитоскелет утворюється мікротрубочками і мікрофіламентами. Мікротрубочки – це циліндричні утворення діаметром 24 нм. Їх довжина становить 100 мкм-1 мм. Основний компонент – білок під назвою тубулін. Він нездатний до скорочення і може руйнуватися під дією колхіцину. Мікротрубочки розташовуються в гіалоплазмі і виконують такі функції:

• створюють еластичний, але в той же час міцний каркас клітини, який дозволяє їй зберігати форму;
• беруть участь у процесі розподілу хромосом клітини;
• забезпечують переміщення органелл;
• містяться в клітинному центрі, а також у джгутиках і ресничках.

Мікрофіламенти – нитки, які розміщуються під плазматичною мембраною і складаються з білка актину або міозину. Вони можуть скорочуватися, в результаті чого йде переміщення цитоплазми або випинання клітинної мембрани. Крім того, дані компоненти беруть участь в утворенні перетяжки при діленні клітини.

Центр клітини (центросома)

Дана органела складається з 2 центріолів і центросфери. Центріоль циліндричної форми. Її стінки утворюються трьома мікротрубочками, які зливаються між собою за допомогою поперечних зшивок. Центріолі розташовуються парами під прямим кутом один до одного. Слід зазначити, що клітини вищих рослин позбавлені даних органоїдів.

Основна роль клітинного центру – забезпечення рівномірного розподілу хромосом в ході клітинного ділення. Також він є центром організації цитоскелета.

Органели руху

До органоїдів руху відносять реснички, а також джгутики. Це мініатюрні вирости у вигляді волосин. Джгутик містить 20 мікротрубочок. Його основа розміщується в цитоплазмі і називається базальним тільцем. Довжина джгутика становить 100 мкм або більше. Джгутики, які мають всього 10-20 мкм, називаються ресничками. При ковзанні мікротрубочок реснички і джгутики здатні коливатися, викликаючи рух самої клітини. У цитоплазмі можуть міститися скоротні фібрили, які називаються міофібриллами – це органоїди тваринної клітини. Міофібрили, як правило, розміщуються в міоцитах – клітинах м’язової тканини, а також у клітинах серця. Вони складаються з більш дрібних волокон (протофібрил).

Слід зазначити, що пучки міофібрил складаються з темних волокон – це анізотропні диски, а також світлих ділянок – це ізотропні диски. Структурна одиниця міофібрили – саркомер. Це ділянка між анізотропним і ізотропним диском, який має актинові та міозинові нитки. При їх ковзанні відбувається скорочення саркомера, що призводить до руху всього м’язового волокна. При цьому використовується енергія АТФ та іони кальцію.

За допомогою джгутиків рухаються найпростіші і сперматозоїди тварин. Реснічки є органом руху інфузорії-туфельки. У тварин і людини вони покривають повітроносні дихальні шляхи і допомагають позбуватися дрібних твердих частинок, наприклад, пилу. Крім цього, існують ще псевдоніжки, які забезпечують амебоїдний рух і є елементами багатьох одноклітинних і клітин тварин (наприклад, лейкоцитів).

Більшість рослин не можуть пересуватися в просторі. Їхні рухи полягають у зростанні, переміщенні листя і змінах потоку цитоплазми клітин.

Ув’язнення

Незважаючи на все розмаїття клітин, всі вони мають подібну структуру і організацію. Будова і функції органоїдів характеризуються ідентичними властивостями, забезпечуючи нормальне функціонування як окремої клітини, так і всього організму.

Цю закономірність можна висловити наступним чином.