см. Мембранные органоиды (ЭПС, комплекс Гольджи, лизосома, митохондрия, пластиды, хлоропласты), Немембранные органоиды (микротрубочки, микрофиламенты, рибосомы)

Пластиды присутствуют только в растительных клетках. Каждая пластида окружена оболочкой, состоящей из двух элементарных мембран. Внутри пластиды различают мембранную систему и гомогенное вещество — строму. В зависимости от содержащихся в них пигментов различают три типа пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Хлоропласты содержат хлорофилл и каротиноиды, в них происходит фотосинтез (рис. 2).

Какие органеллы характерны только для растительных клеток
Рис. 2. Строение хлоропласта

Они имеют форму диска (рис. 3), в одной клетке могут находиться до 50 хлоропластов. Строма хлоропласта пронизана системой мембран, называемых тилакоидами. Как правило, тилакоиды собраны в стопки-граны, которые связаны друг с другом тилакоидами стромы. Пигменты находятся в мембранах тилакоидов.

Хлоропласты содержат рибосомы, ДНК, зерна первичного крахмала, липидные капли. Хромопласты очень разнообразны по форме (округлые, палочковидные, ромбические), в них содержатся каротиноиды, которые придают желтую и оранжевую окраску цветам, плодам и старым листьям. Хромопласты могут развиваться из хлоропластов в результате разрушения в них хлорофилла и внутренней мембранной структуры. Лейкопласты — бесцветные пластиды. В них происходит синтез крахмала, белков и липидов. Встречаются в корнях, корневищах, клубнях, семенах. На свету могут превращаться в хлоропласты.

Какие органеллы характерны только для растительных клеток
Рис. 3. Хлоропласты в клетках

В процессе развития клетки пластиды возникают из пропластид, а увеличение их численности в клетке происходит путем деления.

Митохондрии (рис. 4) окружены двумя элементарными мембранами. Внутренняя мембрана образует складки и выступы, называемые кристами, которые увеличивают внутреннюю поверхность митохондрий. Промежутки между кристами заполнены жидким матриксом, в котором находятся белки, ДНК, РНК, рибосомы и различные растворённые вещества. В митохондриях осуществляется процесс дыхания. Большинство растительных клеток содержит сотни и тысячи митохондрий, их число определяется потребностью клетки в АТФ.


Какие органеллы характерны только для растительных клеток
Рис. 4. Строение митохондрии

Эндоплазматический ретикулум, или сеть (ЭПС)

Эндоплазматический ретикулум, или сеть (ЭПС) — это сложная мембранная система, имеющая форму плоских цистерн или трубочек. Различают гладкую и шероховатую (гранулярную) ЭПС.

На мембранах шероховатой ЭПС находятся рибосомы, здесь происходит синтез белка. Эндоплазматический ретикулум выполняет функцию транспорта веществ как внутри клетки, так и между клетками, поскольку ЭПС соседних клеток соединяются с помощью цитоплазматических тяжей (плазмодесм). ЭПС является также местом синтеза клеточных мембран.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи — это группы плоских цистерн, имеющих вид парных мембран и пузырьков. Аппарат Гольджи выполняет секреторную функцию и участвует в образовании клеточной оболочки. Здесь происходит синтез и накопление полисахаридов, которые с помощью пузырьков доставляются к месту формирования клеточной оболочки.

Лизосомы


Лизосомы растительных клеток — это мелкие цитоплазматические вакуоли и пузырьки, отграниченные от гиалоплазмы мембраной и содержащие гидролитические ферменты, которые могут разрушать сложные органические соединения клетки (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и др.). Основная их функция — разрушение отдельных участков цитоплазмы собственной клетки.

Микротельца — это сферические органеллы, окруженные одной мембраной. Они имеют гранулярное содержимое, иногда в них обнаруживаются кристаллические белковые включения. Микротельца обычно связаны с эндоплазматическим ретикулумом и играют важную роль в процессах обмена веществ, в них содержатся ферменты, участвующие в процессах дыхания, фотосинтеза и превращения веществ.

Микротрубочки — это тонкие цилиндрические структуры, состоящие из молекул белка. Они постоянно разрушаются и образуются на определённых стадиях клеточного цикла. Микротрубочки участвуют в образовании клеточной оболочки, ахроматинового веретена в делящейся клетке, жгутиков и ресничек.

Рибосомы — маленькие частицы, состоящие из белка и РНК. Располагаются в цитоплазме клетки свободно или прикрепляются к эндоплазматическому ретикулуму. Рибосомы образуют комплексы, называемые полисомами, на них происходит синтез белка. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Вакуоли

iv>

Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках. Они представляют собой полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком и отграниченные от неё тонопластом (вакуолярной мембраной). В молодой клетке обычно содержится множество мелких вакуолей, а по мере роста клетки они увеличиваются в размерах, и сливаются в одну крупную вакуоль. Клеточный сок представляет собой раствор различных веществ (углеводов, белков, органических кислот, минеральных солей и др.), которые являются продуктами жизнедеятельности протопласта. В вакуолях часто накапливаются пигменты из группы антоцианов, которые придают органам растений красную, фиолетовую, пурпурную, синюю и голубую окраску. Химический состав и концентрация клеточного сока зависит от вида растения, типа и состояния клетки.

Тонопласт обладает избирательной проницаемостью и играет важную роль в транспорте веществ. В условиях достаточного водоснабжения растения вода поступает в вакуоль, объём которой в результате этого увеличивается и в клетке возникает тургорное давление, обеспечивающее упругость органов и рост клеток. В этом заключается одна из главных функций вакуоли и тонопласта. Если же клетку поместить в раствор, концентрация которого выше концентрации клеточного сока, то вода будет выходить из клетки, объем вакуоли уменьшится, протопласт отойдет от клеточной оболочки по направлению к центру клетки, Это явление называется плазмолизом. Потеря тургора при плазмолизе вызывает завядание растений. Вакуоли являются местом накопления запасных веществ и конечных продуктов обмена, а также участвуют в разрушении крупных молекул.


Источник: doklad-referat.ru

Цитология

1. Какие органеллы клетки имеют мембранное строение? А)рибосомы, б)митохондрии, в)клеточный центр, г)лизосомы, д)апп.Гольджи.

2. Вещество придающее твердость клеточной стенке бактерий: а)целлюлоза, б)хитин, в)муреин, г)крахмал.

3. Какие процессы осуществляются в рибосомах? А)фотосинтез, б)синтез белков, в)синтез АТФ, г)синтез жиров.

4. Какой органоид содержит кристы? А)лизосома, б)хлоропласт, в)митохондрия, г)ЭПС.

5. Какие органеллы характерны только для растительной клетки? А)ЭПС, б)рибосомы, в)пластиды, г)вакуоли, д)митохондрии.

6. Какая ядерная структура несет наследственные свойства организма? А)оболочка, б)ядерный сок, в)хроматин, г)ядрышко.

>

7. У прокариот отсутствуют: а)рибосомы, б)включения, в)митохондрии, г) ядро.

8. Какой органоид содержит граны? А)митохондрии, б)ЭПС, в)лизосомы, г)хлоропласты.

9. Назовите химическое вещество, входящее в состав клеточной оболочки грибов: а)хитин, б)муреин, в)целлюлоза, г)кератин.

10. Назовите процесс, посредством которого амеба поглощает бактерий: а)диффузия, б)активный транспорт, в)пиноцитоз, г)фагоцитоз.

11. Липиды в мембране расположены послойно. Сколько таких липидных слоев содержится в мембране? А)1, б)2, в)3, г)4.

12. Назовите структуры, из которых образованы центриоли: а)миофибриллы, б)микротрубочки, в)микрофиламенты, г)микроворсинки.

13. Внутри каких органелл находятся рибосомы? А)лизосомы, б)митохондрии, в)хлоропласты, г)вакуоли, д)апп.Гольджи.

14. Назовите процесс, посредством которого происходит перемещение ионов К+ в клетку, а ионов Na+ из клетки: а)диффузия, б)осмос, в)пиноцитоз, г)активный транспорт.


15. Перегородки грибных гифов называются: а)кристы, б)септы, в)граны.

16. Какие процессы осуществляются в хлоропластах? А)фотосинтез, б)синтез белков, в)синтез АТФ, г) синтез жиров.

17. Какую функцию выполняет ядрышко? А)несет наследственную информацию, б)синтез АТФ, в)сборка субъединиц рибосом.

18. Где происходит синтез АТФ у бактерий? А)в рибосомах, б)в споре, в)на мезосомах, г)в клеточной стенке.

19. К немембранным органеллам относятся: а)рибосомы, б)пластиды, в)клеточный центр, г)ЭПС, д)вакуоли.

20. Укажите функцию лейкопластов: а)фотосинтез, б)накопление крахмала, в)окраска цветков и плодов, г)синтез АТФ.

21. Как называются внутренние выпячивания мембраны хлоропластов?

22. Что служит основой организации клеток живых организмов?

23. В виде чего запасаются углеводы у: а)животных, б)растений, в)грибов ?

24. Что свидетельствует об определенной автономности существования пластид и митохондрий?

25. В чем отличие растительной клетки от животной?


26. В клетках каких органов и тканей сильно развит апп. Гольджи?

Общая биология. Химический состав клетки

1. Функция углеводов в клетке: а)каталитическая, б)энергетическая, в)хранение наследственной информации.

2. Три нуклеотида, кодирующие аминокислоту, называются: а)геном, б)триплетом, в)генетическим кодом, г)генотипом.

3. При окислении каких веществ освобождается больше энергии? А)глюкозы, б)крахмала, в)жиров, г)белков.

4. Какие органические вещества входят в состав хромосом? А)глюкоза и АТФ, б)белки и ДНК, в)РНК и аминокислоты.

5. К микроэлементам клетки относятся: а)углерод, кислород, азот; б)натрий, калий, магний; в)марганец, медь, кобальт; г)фосфор, йод, кальций.

6. Растворимость углеводов в воде понижается с: а)увеличением числа атомов Н в молекуле; б)увеличением числа атомов С в молекуле; в)уменьшением числа атомов Н в молекуле; г)уменьшением числа атомов С в молекуле.

7. Жиры в организме животных защищают их от холода за счет: а)высокой энергетической ценности; б)нерастворимости в воде; в)низкой теплопроводности.

8. Какие из приведенных ниже соединений построены из остатков молекул моносахаридов? А)крахмал, б)гликоген, в)целлюлоза, г)гликоген, д)гемоглобин; е)ДНК.

9. Вторичная структура белка представляет собой: а)цепь мономеров, б)спираль, в)двойную спираль, г)глобулу; д)разветвленную цепь мономеров.


10. К дисахаридам относятся: а)фруктоза, б)целлюлоза, в)лактоза, г)глюкоза, д)сахароза.

11. Из перечисленных ниже белков защитную функцию выполняют: а)актин, б)интерферон, в)казеин, г)миоглобин.
12. Назовите основные функции липидов в клетке: а)каталитическая, б)энергетическая, в)транспортная, г)структурная.

13. Какая из структур белка обеспечивает специфичность белковой молекулы? А)первичная, б)вторичная, в)третичная, г)четвертичная.

14. Гидрофобность жира связана со свойствами: а)глицерина, б)жирных кислот, в)глицерина и жирных кислот.

15. Какова энергетическая ценность липидов? А)17,2 кДж; б)38,9 кДж; в)30,5 кДж.

16. Какая структурная единица ДНК ответственна за синтез молекулы белка? А)нуклеотид, б)ген, в)кодон, г)вся молекула ДНК.

17. Что входит в состав нуклеотида? А)жирные кислоты, б)азотистое основание, в)углевод, г)аминокислота, д)остаток фосфорной кислоты, е)глицерин.

18. Спирали ДНК удерживаются друг подле друга: а)ионными связями, б)водородными связями, в)пептидными связями.

19. Какие соединения являются мономерами? А)глюкоза, б)целлюлоза, в)рибоза, г)хитин, д)фруктоза, е)нуклеотид, ж)крахмал, з)аминокислота.

20. Липиды, в молекулах которых нет двойных связей, называются . . . . . . .


21. Назовите основные свойства моносахаридов.

22. У каких организмов, и в каких органеллах синтезируются углеводы?

23. Сколько энергии выделяется при расщеплении 1 г белка?

24. Фосфолипиды – основной компонент клеточных . . . . . . .

25. Каким образом проявляется буферность клетки?

26. Почему жиры и жироподобные вещества могут выполнять функцию регуляторов обменных процессов?

27. Какое строение будут иметь антикодоны молекул тРНК, если участок ДНК имеет следующий состав: ГАГ ААЦ ТТТ ЦАЦ ТАА АЦТ ГАЦ ЦЦА АТА ТТГ ГАГ АЦЦ.

Подсчитайте, сколько % каждого вида нуклеотидов содержится в двойной спирали этого участка ДНК?

Обмен веществ

В — 1

1. В какую стадию фотосинтеза образуется кислород? А)темновую, б)световую, в)постоянно.

2. Какие лучи поглощает хлорофилл? А)синие, б)красные, в)зеленые, г)фиолетовые.

3. Сколько молекул ТФ идет на синтез органических веществ за 1 цикл Кальвина?

А)1, б)2, в)4, г)6, д)10.

4. Какое вещество является акцептором углекислого газа? А)АТФ, б)РиБФ, в)НАДФ.

5. Сколько молекул АТФ образуется в цикле Кребса? А)2, б)4, в)3, г)31.

6. Процесс окисления органических веществ, при котором выделяется энергия, называется: а)ассимиляция, б)диссимиляция, в)пластический обмен.

7. Что образуется в рибосоме в процессе биосинтеза белка? А)белок третичной структуры,

б)полипептидная цепь, в)белок вторичной структуры.

8. Какое вещество вступает в цикл Кребса? А)ПВК, б)молочная кислота, в)Ацетил-КоА, г)этиловый спирт.

9. Сколько нуклеотидов иРНК может одновременно находиться в функциональном центре рибосомы? А)1, б)3, в)6, г)12.

10. Пировиноградная кислота в клетках образуется в процессе: а)гликолиза, б)световой фазы фотосинтеза, в)дыхания, г)гидролиза.

11. Клеточное дыхание – это: а)биосинтез органических веществ, б)окисление органических веществ, в)биосинтез орг. веществ с выделением энергии.

12. В время темновой фазы фотосинтеза образуется: а)глюкоза, б)кислород и глюкоза, в)АТФ и глюкоза.

13. Из 64 возможных кодонов смысловыми являются: а)64, б)32, в)61, г)20, д)26.

14. В клетках дрожжей в результате гликолиза ПВК восстанавливается до: а)молочной кислоты, б)этилового спирта, в)уксусной кислоты.

15. Первичную структуру белка кодируют 240 нуклеотидов ДНК. Сколько аминокислот входит в состав белка? А)80, б)40, в)120, г)240.

16. Назовите химическое соединение, энергия которого непосредственно используется в синтезе белка? А)глюкоза, б)ГТФ, в)гликоген, г)АТФ, д)креатинфосфат.

17. В чем выражается свойство вырожденности (избыточности) генетического кода? А)один и тот же кодон кодирует несколько аминокислот, б)большинство аминокислот кодируются не одним, а несколькими разными кодонами; в)одни и те же кодоны всегда кодируют одни и те же аминокислоты.

18. Где происходят реакции подготовительного этапа диссимиляции? А)в цитоплазме, б)в пищеварительном тракте, в)в митохондриях, г)в апп. Гольджи.

19. Что происходит с энергией, которая выделяется в результате гликолиза? А)рассеивается в форме тепла, б)запасается в форме АТФ, в)120 кДж рассеивается в форме тепла, 80 кДж – запасается в форме АТФ.

20. В каком направлении двигается РНК-полимераза при транскрипции? А)от 5,-конца к 3,-концу; б)от 3,-конца к 5,-концу; в)не имеет значения, г)зависит от фермента.

21. Процесс перевода генетического кода иРНК в полипептидную цепь называется ….

22. Что является исходным веществом для синтеза углеводов в темновой фазе фотосинтеза ?

23. Участок «незрелой» иРНК, не несущий наследственной информации.

24. Что необходимо для трансляции?

25. Какие вещества принимают участие в темновых реакциях фотосинтеза?

Обмен веществ

В — 2

1. Побочным продуктом фотосинтеза является: а)протоны водорода, б)молекула кислорода, в)молекула углекислого газа, г)электроны хлорофилла.

2. В клетках животных при недостатке О2, ПВК восстанавливается до: а)НАДН2, б)молочной кислоты, в)этилового спирта, г)СО2.

3. При фотосинтезе акцептором СО2 является : а)НАДФ, б)ПВК, в)АТФ, г)РиБФ.

4. Сплайсинг иРНК протекает в: а)рибосоме, б)ядре, в)цитоплазме, г)митохондрии.

5. Углекислый газ используется в качестве источника углерода в реакциях: а)синтеза липидов, б)хемосинтеза, в)синтеза белков.

6. Какие процессы в клетке относятся к ассимиляционным ? а)дыхание, б)биосинтез белка, в)брожение.

7. Выделение растениями свободного кислорода в процессе фотосинтеза происходит при: а)образовании АТФ, б)восстановлении НАДФ, в)фотолизе воды, г)образовании глюкозы.

8. Фотосинтез у сине-зеленых осуществляется: а)в хлоропластах, б)в хроматофоре, в)в мембранах, содержащих хлорофилл; г)в гладкой ЭПС.

9. Сходство фотосинтеза и хемосинтеза проявляется в том, что: а)в обоих случаях используется СО2 и вода, б)в обоих случаях выделяется О2, в)в обоих случаях используется энергия солнечного света.

10. Что происходит с АТФ в световую фазу фотосинтеза? А)синтез, б)распад, в)накопление.

11. Какой газ поглощается и выделяется при фотодыхании? А)поглощается СО2, а выделяется О2; б)выделяется СО2, а поглощается О2; в)поглощается азот, а выделяется О2.

12. Конечным продуктом фотосинтеза (темновой фазы) является: а)глюкоза, б)триозофосфат, в)РиБФ, г)АТФ, д)СО2 и Н2О.

13. Первичную структуру белка в гене кодируют 180 триплетов ДНК. Сколько аминокислот входит в состав синтезируемого белка? А)60, б)180, в)540, г)360.

14. Какие лучи видимого спектра поглощает хлорофилл? А)синие, б)оранжево-красные, в)зеленые, г)фиолетовые.

15. Где в клетке протекает цикл Кребса? А)в цитоплазме, б)в строме митохондрий, в)в тилакоидах хлоропластов, г)на мембранах крист митохондрий.

16. На каком этапе энергообмена образуется вода? А)в гликолизе, б)в цикле Кребса, в)в конце дыхательной цепи, г)в окислительном декарбоксилировании.

17. Как называется процесс, посредством которого образуется тРНК? А)редупликация, б)транскрипция, в)трансляция, г)диссимиляция, д)ассимиляция.
18. Назовите число кодонов нуклеотидов ДНК, которые не шифруют ни одной из аминокислот: а)1, б)2, в)3, г)16, д)20.

19. С какой аминокислоты начинается синтез любой полипептидной цепи в рибосоме? А)аспарагин, б)метионин, в)цистеин, г)глицин.

20. Что является матрицей для трансляции? А)цепь ДНК, б)иРНК, в)тРНК, г)рРНК.

21. Процесс «созревания» иРНК после биосинтеза на ДНК.

22. Как называется третий этап трансляции?

23. Интрон – это ……

24. Каковы конечные продукты диссимиляции углеводов?

25. Где происходят световые реакции фотосинтеза и каковы их конечные продукты?.

Размножение и развитие

1. В какой период клеточного цикла удваивается количество ДНК? А)метафазу, б)профазу, в)синтетический период, г)пресинтетический период.

2. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору? А)в профазу, б)в метафазу, в)в анафазу, г)в телофазу.

3. Какое из событий отсутствует в митозе по сравнению с мейозом? А)удвоение ДНК, б)конъюгация и кроссинговер хромосом, в)расхождение хромосом к полюсам.

4. Какой набор хромосом получается при митотическом делении? А)гаплоидный,

б)диплоидный, в)триплоидный.

5. Что характерно для периода дробления (бластомеров)? А)мейотическое деление, б) активный рост клеток, в)клеточная специализация, г)митотическое деление.

6. Чем завершается процесс оплодотворения? А)сближением сперматозоида с

яйцеклеткой, б)проникновением сперматозоида в яйцеклетку, в)слиянием ядер и

образованием зиготы.

7. Нервная система развивается из: а)энтодермы, б)мезодермы, в)эктодермы.

8. Какой набор хромосом будет в клетке после мейотического деления, если в

материнской было 12 ?

9. Эмбрион в стадии гаструлы: а)однослойный, б)двухслойный, в)многослойный.

10. Если у пчел диплоидный набор хромосом равен 32, то 16 хромосомами обладает: а)трутень, б)матка, в)рабочая пчела.

11. Какой набор хромосом в эндосперме зерновки пшеницы? А)гаплоидный, б)диплоидный, в)триплоидный.

12. Что происходит в постсинтетическую стадию интерфазы? А)рост клетки и синтез органических веществ, б)удвоение ДНК, в)накопление АТФ.

13. Какое деление лежит в основе полового размножения? А)митоз, б)амитоз, в)мейоз, г)шизогония.

14. Что образуется в результате овогенеза? А)сперматозоид, б)яйцеклетка, в)зигота, г)клетки тела.

15. Сколько хроматид в хромосоме к концу митоза? А)1, б)2, в)3, г)4.

16. Что такое кроссинговер? А)сближение хромосом, б)расхождение хромосом, в)перекрест хромосом и обмен гомологичными участками.

17. Какое из перечисленных событий НЕ обеспечивается митозом? А)генетическое разнообразие видов, б)сохранение постоянного числа хромосом, в)вегетативное размножение.

18. Клетки бластулы: а)гаплоидны, б)диплоидны, в)триплоидны.

19. Дыхательная система млекопитающих развивается из: а)энтодермы, б)мезодермы, в)эктодермы.

20. Из какого зародышевого листка образуются мышцы?

21. Благодаря чему эмбрион птиц получает все необходимое для жизнедеятельности?

22. Чем отличается амитоз от других способов деления клеток?

23. Почему половое размножение более прогрессивно?

24.Назовите начальную и конечную фазы митоза.

25. Какие процессы происходят в анафазу митоза?

Источник: shkolakz.ru

Взрослая растительная клетка состоит из оболочки, протопласта, вакуоли. Более или менее жесткая и прочная углеводная оболочка одевает клетку снаружи.

Протопласт — это живое содержимое клетки. Обычно он в виде довольно тонкого постенного слоя прижат к оболочке.

Вакуоль — пространство в центральной части клетки, заполнен­ное водянистым содержимым — клеточным соком.

Клеточная оболочка и вакуоль являются продуктами жизнедея­тельности протопласта и образуются им на определенных этапах раз­вития клетки. Протопласт представляет собой чрезвычайно сложное образование, дифференцированное на различные компоненты, называ­емые органоидами. К органоидам клетки относятся ядро, пластиды, митохондрии, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, диктиосомы, микротела, лизосомы. Органоиды погружены в гиалоплазму, которая обеспечивает их взаимодействие. Гиалоплазма с органоидами, за выче­том ядра, составляет цитоплазму клетки.

Органоиды в клетках различных растений и животных имеют сход­ную молекулярную организацию и близки по химическому составу. Однако между ними имеются и существенные различия. Так, к особен­ностям растительных клеток следует отнести наличие у них прочных оболочек,

пронизанных плазмодесмами, пластид и в большинстве слу­чаев крупной центральной вакуоли. Эти особенности присущи только растительным клеткам и обусловлены прикрепленным образом жизни, отсутствием скелета, автотрофностью и слабым развитием у растений системы выделения.

Характерными особенностями растительных клеток являются:

1. рост путем растяжения (увеличение размера клетки происходит в основном за счет увеличения объема вакуоли);

2. отсутствие центриолей, участвующих в делении клеток;

3. отсутствие подвижности (за немногими исключениями), тогда как многие клетки животного организма способны к активному движению.

 

А теперь перейдем к характеристике протопласта. Известно, что живое содержимое клеток получило название протоплазмы. Произ­водным от этого слова — протопластом стали называть содержимое отдельной клетки. Рассмотрим химический состав и физические свой­ства протопласта. Вещества, из которых построена живая клетка, и ко­торые она выделяет в определенные периоды жизнедеятельности чрезвычайно

разнообразны, их насчитываются десятки и сотни тысяч. Эти вещества грубо можно объединить в конституционные, т. е. входящие в состав живой материи и участвующие в метаболизме (обмене ве­ществ), запасные (временно выключенные из обмена) и отбросы (ко­нечные продукты метаболизма). Запасные вещества и отбросы вместе часто называют эргастическими веществами клетки. Основными клас­сами конституционных веществ являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы.



Из всех химических соединений живая клетка больше всего со­держит воды (60 — 90%), в которой растворены другие вещества. Эти вещества могут вступать в реакции только в растворенном состоянии, поэтому высокое содержание воды в протопласте не только оправда­но, но и необходимо.

В состав растительной клетки входят и неорганические вещества, главным образом ионы минеральных солей. Неорганические ионы иг­рают важную роль в создании осмотического давления, необходимого для поступления в клетку воды, некоторые из них обеспечивают актив­ность ферментов.

По физическим свойствам протопласт представляет собой колло­идный раствор, поэтому он имеет слизистую консистенцию и напоми­нает яичный белок. Обычно, характеризуя протопласт, говорят, что он представляет собой гидрозоль, т. е. коллоидную систему с преоблада­нием воды.

 

Термин «цитоплазма» («цитос» — клетка, «плазма» — вещество) был введен для обозначения протоплазматического матрикса, окружа­ющего ядро.

 

  Рис. 2• Строение клеток кожицы лука    

Какие органеллы характерны только для растительных клеток

 

   

 
Вакуоль
 

Какие органеллы характерны только для растительных клеток

Одним из основных достижений в изучении клетки можно считать установление принципа мембранной организации цитоплазмы. Согласно этому принципу в основе структуры цитоплазмы лежат биологиче­ские мембраны — тончайшие довольно плотные пленки, построенные в основном из фосфолипидов и белков (липопротеидов). Мембраны — живые компоненты цитоплазмы, они отграничивают протопласт от вне­клеточной среды, создают внешнюю границу органелл и участвуют в создании их внутренней структуры, во многом являясь носителями их функций. Характерной особенностью мембран является их замкну­тость, непрерывность, т. е. концы их никогда не бывают открытыми. Количество мембранных элементов в цитоплазме колеблется в зависи­мости от типа и состояния клетки.

Одно из основных свойств мембран — их избирательная прони­цаемость, или, иными словами, — полупроницаемость: одни вещества проходят через них с трудом, другие легко и даже против градиента концентрации. Таким образом, мембраны являются барьером для свободной диффузии многих растворенных в воде веществ и во многом определяют специфический химический состав цитоплазмы и ее органелл. Избирательная проницаемость мембран создает возможность подразделения цитоплазмы на изолированные отсеки — компартименты различного химического состава, в которых одновременно и неза­висимо друг от друга могут протекать различные биохимические про­цессы, часто противоположные по направлению (синтез и распад макро­молекул). Благодаря мембранам отдельные ферменты и их комплексы определенным образом располагаются в цитоплазме, что обеспечивает последовательное протекание химических реакций, лежащих в основе жизнедеятельности клеток.

Пограничными мембранами цитоплазмы являются плазмалемма и тонопласт. Плазмалемма или, как ее еще называют, плазматическая мембрана, — это наружная, поверхностная мембрана цитоплазмы. Она обычно плотно прилегает к оболочке клетки.

Тонопласт, или вакуолярная мембрана, — это внутренняя тончай­шая пленка, пограничная с вакуолей. Тонопласт обладает способнос­тью быстро восстанавливать свою пленку.

Основную массу цитоплазмы составляет мезоплазма или гиалоплазма, или матрикс. Гиалоплазма связывает все погруженные в нее органеллы, обеспечивая их взаимодействие. Большую роль гиалоплаз­ма играет в обмене углеводов и липидов. Количество и состав ее изме­няются в зависимости от фазы развития и активности клетки. В моло­дых клетках она является одним из основных по объему компонентов цитоплазмы, в зрелых ее остается очень мало. Часть структурных бел­ковых компонентов гиалоплазмы формируют микротрубки и микрофиломенты. Микротрубки — это очень мелкие структуры. Функции их окончательно не выяснены. Имеется предположение, что они участву­ют в проведении веществ по цитоплазме, в перемещении хромосом во время митоза и в поддержании формы протопласта. Микрофиламенты, или цитоплазматические нити, образуют скопления — цитоплазматические волокна. Предполагают, что они генерируют движение ци­топлазмы.

Способность цитоплазмы к движению — одно из важных свойств живой клетки. Эти движения заметны главным образом во взрослых клетках, где цитоплазма имеет вид постенного слоя, окружающего ваку­оль. Движение цитоплазмы может быть вращательным, когда цитоплаз­ма движется в одном направлении вокруг вакуоли, увлекая пластиды и митохондрии. Если тяжи цитоплазмы пересекают центральную вакуоль, то создается струйчатое движение цитоплазмы, при котором направле­ние токов в разных тяжах различно. Интенсивность движения зависит от ряда факторов: температуры, света, снабжения кислородом и др.

В гиалоплазме всегда находятся мельчайшие почти сферические гранулы — рибосомы. Они являются местом синтеза белков и амино­кислот. Состоят они в основном из РНК и нескольких десятков моле­кул разных структурных белков. Есть свободные рибосомы гиалоплаз- мы и прикрепленные, располагающиеся на поверхности мембран эндоплазматического ретикулума. Рибосомы обнаружены также в митохондриях и пластидах. При синтезе белка рибосомы объединяются в полисомы (полирибосомы). Таким образом рибосомы ответственны за образование живой материи.

Рибосомы объединяются в полисомы с помощью матричной РНК, переносящей информацию от ядра к белку. Аминокислоты, из которых синтезируются белки, переносятся к полисомам транспортной РНК, на­ходящейся в цитоплазме. Источником энергии для синтеза служит гуанозинтрифосфат.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР), или эндоплазматическая сеть, представляет собой ограниченную мембранами систему субмик­роскопических каналов, пронизывающих гиалоплазму. Структура ЭР полностью еще не выяснена. ЭР называют шероховатым, или гранулярным, если к его поверх­ности прикреплены рибосомы. При отсутствии рибосом ЭР называют гладким, или агранулярным.

Функции ЭР:

 

1. синтез специфических ферментов, которые накапливаются в полостях цистерн и могут выделяться из клетки и использоваться для особых целей;

2. по ретикулярным каналам может происходить направленный транспорт макромолекул и ионов как внутри клетки, так и между клет­ками по плазмодесмам;

3. гранулярный ретикулум — центр образования и роста клеточ­ных мембран;

4. при посредстве ЭР осуществляется взаимодействие органелл.

5. И наконец, гранулярный ретикулум дает начало таким компонен­там клетки, как вакуоли, лизосомы, микротела.

Аппарат Гольджи в растительных клетках состоит из отдельных диктиосом, которые называются телами Гольджи, и пузырьков Гольд­жи. Диктиосомы — органеллы, состоящие из пачек плоских округлых цистерн, каждая из которых ограничена элементарной мембраной. В состав диктиосом растений входит от 2 до 7 цистерн. Отдельные цистерны стопки не связаны друг с другом.

Диктиосомы участвуют в секреции. Секретируемое вещество на­капливается в пузырьках, которые переносят его в предназначенное для

него место. В активно секретирующих диктиосомах происходит энер­гичное образование пузырьков, вследствие чего вся цистерна в конце концов распадается на пузырьки. Исчезающая цистерна замещается новой. Во всех этих процессах диктиосомы обнаруживают полярность: на одной стороне стопки происходит образование пузырьков, приводя­щее к разрушению цистерн, а на другой добавление новых цистерн.

Секретируемое вещество синтезируется не только в диктиосомах, но, возможно, и в эндоплазматическом ретикулуме, в диктиосоме же происходят лишь конденсация и видоизменение этого продукта. Сек- ретируемые вещества представляют собой главным образом полисаха­риды или полисахаридно-белковые комплексы, обладающие высокой вязкостью. Эти вещества могут включатся в клеточные оболочки или экскретироваться наружу. Когда пузырек, транспортирующий вещество в оболочку, достигает плазмалеммы, его мембрана сливается с ней, а содержимое освобождается в оболочку. Образовавшиеся из диктио­сом пузырьки участвуют в процессе формирования новой клеточной оболочки, происходящем после митоза.

Митохондрии. Эти органеллы являются неотъемлемыми компо­нентами всех живых клеток. Форма, величина, число и положение этих органелл в цитоплазме постоянно меняются. Они выглядят как палоч­ки, гранулы или нити, находящиеся в постоянном движении (от греч. «митос» — нить, «хондрион» — зерно, гранула). Форма митохондрий овальная, реже округлая или вытянутая. Очень редко встречаются ми­тохондрии сложной формы. Число митохондрий в клетке варьирует в зависимости от ее типа, фазы развития и состояния. Обычно оно колеблется от нескольких единиц до нескольких сотен (чаще всего несколько десятков). Совокупность всех митохондрий в клетке носит название хондриона.

Митохондрии имеют следующее строение: снаружи они ограниче­ны оболочкой, состоящей из двух мембран и светлого промежутка между ними. Наружная мембрана контролирует обмен веществ между митохондрией и гиалоплазмой. Внутренняя мембрана отличается по строению и химическому составу от наружной, она образует выросты в полость митохондрии в виде различной длины пластин или, реже, трубок, называемые кристами. Кристы значительно увеличивают внут­реннюю мембранную поверхность митохондрии. Пространство между кристами заполнено гомогенным или тонкогранулярным веществом, ко­торое называется матриксом митохондрии. В матриксе обычно встре­чаются очень мелкие рибосомы и тонкие нити — фибриллы митохонд- риальной ДНК.

Основная функция митохондрий — синтез АТФ из АДФ, т. е. обес­печение энергетических потребностей клетки. Молекулы богатой энер­гией АТФ выходят из митохондрий и используются для поддержания процессов жизнедеятельности клетки, ее деления, поглощения и выде­ления веществ, для различных синтезов. При этом АТФ опять превра­щается в АДФ, которая поступает в митохондрии. Энергия, запасаемая в молекулах АТФ, получается в результате окисления в митохондриях различных питательных веществ, главным образом Сахаров. Это слож­ный процесс, он протекает при участии разнообразных ферментов, но­сит ступенчатый характер и называется окислительным фосфорилиро- ванием.

Развитие митохондрий в клетке находится под контролем ядра, поэтому они являются полуавтономными органеллами.

Лизосомы — еще один органоид клетки. Это довольно малень­кие округлые тельца. Они покрыты оболочкой — липопротеиновой мембраной. Содержимое лизосом — ферменты, переваривающие бел­ки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды. Оболочка лизосомы пре­пятствует выходу ферментов из органоидов в гиалоплазму. Предпола­гают, что лизосомы — продукт деятельности аппарата Гольджи. Это оторвавшиеся пузырьки, в которых аппарат Г ольджи аккумулировал переваривающие ферменты. Те части клеток, которые отмирают в про­цессе ее развития, разрушаются с помощью лизосом, вернее с помо­щью их ферментов. В умершей клетке лизосомы разрушаются, фер­менты оказываются в цитоплазме, и вся клетка, за исключением оболочки, подвергается перевариванию.

Пластиды. Пластиды являются органоидами протопласта, харак­терными только для растительных клеток. Их нет только у бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов. У высших растений они находятся во взрослых вегетативных клетках всех органов — в стебле, листе, корне и цветке. Пластиды — это сравнительно крупные органоиды, они имеют характерное строение и выполняют различные функции, свя­занные главным образом с синтезом органических веществ. Во взрос­лой растительной клетке в зависимости от окраски, формы и функции различают три основных типа пластид: хлоропласты — пластиды зеле­ного цвета, хромопласты — пластиды желтого и оранжевого цвета, лейкопласты — пластиды бесцветные. Наиболее изученные и имею­щие наибольшее значение — это зеленые пластиды: хлоропласты, со­держащие зеленый пигмент хлорофилл. Этот пигмент находится в рас­тениях в нескольких формах. У высших растений различают хлорофилл А и хлорофилл В. По химической природе хлорофилл — это сложный эфир. Он представляет собой соединение органической кислоты хлорофиллина с двумя спиртами — метиловым и высокомолекулярным фитолом. В хлоропластах преобладает хлорофилл А. Среди высших растений хлорофилла нет только у некоторых паразитов и сапрофитов, а также у растений при содержании их в полной темноте. Такие расте­ния, имеющие обычно бледно-желтую окраску, называются этиолированными. В хлоропластах, кроме зеленых пигментов, содержатся также и другие пигменты, относящиеся к группе каротиноидов, в частности желтый — ксантофилл и оранжевый — каротин. Обычно они маскируются хлорофиллом. В соответствии с их функциями хлоропласты нахо­дятся обычно в фотосинтезирующих органах и тканях, обращенных к свету, — это листья, молодые побеги, незрелые плоды. Иногда хло­ропласты встречаются даже в корнях, например, в придаточных корнях кукурузы.

Структура хлоропластов высших растений прекрасно приспособ­лена к выполнению их главной функции — фотосинтеза.

В общем виде фотосинтез можно представить себе как процесс восстановления углекислого газа воздуха водородом воды с образованием органических веществ (в первую очередь глюкозы) и выделе­нием в атмосферу кислорода. Центральная роль в этом процессе при­надлежит хлорофиллу. Он поглощает энергию света и направляет ее на осуществление экзотермических реакций фотосинтеза. Эти реакции подразделяются на световые и темновые. Световые реакции состоят в преобразовании световой энергии в химическую и фотолизе (разлогжении) воды. Они происходят на мембранах тилакоидов. Темновые реакции — восстановление углекислого газа водородом воды до углеводов — протекают в строме хлоропластов. Кроме того, в хлоропла­стах происходит синтез АТФ из АДФ. Этот процесс называется фот-фосфорилированием, т. к. источником энергии является солнечный свет. Характеризуя функции хлоропластов, следует указать на то, что они способны к синтезу белков, выполняющих роль ферментов в световых реакциях, некоторых липидов, аминокислот, полисахаридов. Синтезиру­емые хлоропластами вещества могут откладываться в них же про за­пас в виде крахмальных зерен, белковых и липидных включений.

Хромопласты представляют собой пластиды желтого или оранже­вого, иногда даже красного цвета. Они встречаются в клетках многих лепестков, зрелых плодов, корнеплодов. Яркий цвет этих органов обусловлен желтыми и оранжевыми пигментами — каротиноидами, сосре­доточенными в хромопластах.

По происхождению хромопласты обычно представляют собой результат дегенерации хлоропластов. Исключение составляют хромопласты моркови, которые возникают не из хлоропластов, а из лейкопластов или непосредственно из пропластид. Хромопласты вообще не могут превращаться в другие типы пластид. Значение хромопластов в обмене веществ выяснено еще очень мало. Косвенное значение хромопластов состоит в том, что они обусловливают яркую окраску цветов и плодов,

привлекающую насекомых для перекрестного опыления и других животных для распространения плодов.

Лейкопласты — это мелкие бесцветные пластиды. Обнаружить их можно только в случае накопления внутри них крупных включений. Они встречаются во взрослых клетках, скрытых от действия солнечно­го света: в корнях, корневищах, клубнях, семенах, сердцевине стебля, а также в клетках, подвергающихся сильному прямому освещению (клет­ки эпидермиса). Часто лейкопласты собираются вокруг ядра, окружая его со всех сторон.

Лейкопласты — органоиды, связанные с образованием запасных питательных веществ — крахмала, белков и жиров. Деятельность лейкопластов специализирована: одни из них накапливают крахмал и на­зываются амилопластами, другие белки (это протеопласты или алейронопласты), третьи — масла (олеопласты).

Таким образом, и крахмал, и запасной белок, и капли масла явля­ются продуктами жизнедеятельности пластид, причем каждый из них может накапливаться не только в лейкопластах, но и в хлоропластах и хромопластах. Наиболее распространенные и важные образования среди вклю­чений — крахмальные зерна. Запасной крахмал растений — основной тип запасных питательных веществ растений. Кроме того, он является самым важным соединением, используемым в пищу растительноядны­ми животными. Громадное значение имеет крахмал как источник пищи для людей. В растениях он может быть в виде ассимиляционного (пер­вичного) крахмала. Он образуется в хлоропластах на свету. Ассими­ляционный крахмал — продукт непостоянный и откладывается только при избытке растворимых углеводов в клетке. Ночью он гидролизуется до сахара и транспортируется в другие части растений. В амилопластах происходит образование вторичного запасного крахмала.

Ядро. Ядро может функционировать только в цитоплазматической среде. Это — место хранения и воспроизводства наследствен­ной информации, определяющей признаки данной клетки и всего орга­низма в целом, а также центр управления синтезом белка. Если из клетки удалить ядро, то она вскоре погибнет. Обычно в клетке одно ядро, но у некоторых видов водорослей и у грибов многоядерные клет­ки. А бактерии и сине-зеленые водоросли не имеют оформленного ядра, вещества, входящие в его состав, содержатся у них в цитоплазме. Следовательно, ядро находится в распыленном состоянии.

Форма ядра разнообразна, но обычно соответствует форме клетки. Размеры ядра колеблются от 1 до 25 мкм, в зависимости от растения.

В процессе онтогенеза форма, размер и местонахождение ядра в клетке могут изменяться. Общий план строения ядра одинаков у всех клеток растений и животных. Оно состоит из следующих органелл: ядерной оболочки, нуклеоллазмы, хромосом, ядрышек.

Ядерная оболочка отграничивает содержимое ядра от цитоплаз­мы, состоит из двухслойной мембраны толщиной 10 нм каждая, а раз­мер межмембранного пространства варьирует. Ядерная оболочка контролирует обмен веществ между ядром и цитоплазмой, способна к синтезу белков и липидов.

Нуклеоплазма представляет собой коллоидный раствор, в кото­ром размещены хромосомы и ядрышки. В состав нуклеоплазмы входят различные ферменты, нуклеиновые кислоты. Она не только осуществляет связь между органеллами ядра, но и трансформирует вещества, проходящие через нее. В отдельных случаях в нуклеоплазме можно заметить многочисленные едва различные точки, придающие содержи­мому зернистый вид. Вещества, образующие зернышки, получили на­звание хроматина. В неделящемся ядре хромосомы образуют почти невидимую сеть — хроматиновую сеть и ядерную сеть.

Во время деления ядра хромосомы максимально конденсируют­ся, становятся короткими и толстыми. Выполняют функцию распреде­ления и переноса генетической информации.

Каждый вид растений содержит в клетке строго определенное число хромосом.

Ядрышко. Обычно это сферическое тельце диаметром 1 — 3 мкм, состоящее в основном из белка и РНК. Ядрышко обычно контактирует со вторичной перетяжкой хромосомы, называемой организа­тором ядрышка, на которой происходит матричный синтез р-РНК (рибосомная). Затем р-РНК объединяется с белком, в результате образуются гранулы рибонуклеопротеидов — предшественников рибосом, которые попадают в нуклеоплазму и через поры ядерной оболочки проникают в цитоплазму, где заканчивается их оформление.

Ядро — центральный органоид клетки. Если его удалить из клет­ки, то она умрет. С другой стороны, ядро не может существовать самостоятельно без других органоидов, так как оно зависит от них в энер­гетическом отношении.

Основная функция ядра — управление процессами обмена ве­ществ роста и развития клетки. Все признаки и свойства клетки и ее органоидов определяются в конечном счете ее ядром. Оно передает в систему цитоплазмы ту информацию, которая определяет направление синтеза белка. Ядро содержит хромосомы, в которых записана наслед­ственная информация, позволяющая клетке выразить ее индивидуаль­ность. Ядро может играть и структурно образовательную роль.

Источник: studopedia.su

Митохондрии. Органоиды клетки, участвующие в процессе клеточного дыхания и запасающие для клетки энергию в виде АТФ (т. е. в такой форме, в которой энергия доступна для использования во всех процессах клетки, требующих затрат энергии), имеют название «митохондрии». Митохондрии встречаются практически во всех клетках эукариот, за исключением некоторых паразитических простейших и эритроцитов млекопитающих. Количество митохондрий в клетке варьирует от единиц (сперматозоиды, некоторые водоросли и простейшие) до тысяч. Особенно много митохондрий в тех клетках, которые нуждаются в больших количествах энергии (у животных — клетки печени, мышечные клетки). Чаще всего митохондрии имеют шарообразную, овальную или палочковидную формы (рис. 34), но у некото-рых грибов описаны гигантские разветвленные митохондрии, в нейронах — нитевидные митохондрии. Несмотря на разнообразие формы, все митохондрии имеют единый план строения. Они образованы двумя мембранами. Внешняя мембрана гладкая, а внутренняя образует многочисленные выступы и перегородки — кристы, имеющие большую -поверхность. На кристах и происходят процессы клеточного дыхания, необходимые для синтеза АТФ.
Только митохондрии и пластиды, в отличие от других органоидов клетки, имеют собственную генетическую систему, обеспечивающую их самовоспроизводство. ДНК митохондрии имеет форму замкнутого кольца, как у прокариот. В митохондриях также имеется собственная РНК и особые рибосомы. Если клетке предстоит деление или она интенсивно расходует энергию, митохондрии начинают делиться и их число возрастает. Если же потребность в энергии снижена, то число митохондрий в клетках заметно уменьшается.
Пластиды. Органоиды, характерные только для растительных клеток, — это пластиды. (Исключение составляют некоторые жгутиковые простейшие, такие как эвглена зеленая и вольвокс.) Так же как митохондрии, они имеют двумембранную структуру и собственный генетический аппарат. Пластиды подразделяют на хлоропласты, содержащие хлорофилл; хромопласты, содержащие красные, оран-

Рис. 34. Строение митохондрии: А — расположение в клетке; Б — схема строения; В — электронная фотография участка митохондрии
жевые и фиолетовые пигменты, и лейкопласты, бесцветные, выполняющие в основном запасающие функции. Под воздействием яркого света лейкопласты начинают вырабатывать зеленый пигмент хлорофилл и становятся хлоропластами. Поэтому, кстати, зеленеют на свету клубни картофеля.
В клетках листьев растений осенью хлорофилл разрушается, и окраску листьев начинают определять другие пигменты — каротиноиды и антоцианы. Поэтому листья осенью окрашиваются в желтый, красный или оранжевый цвет.
В клетке листа обычно содержится несколько десятков хлороплас-тов (20-100 штук). Они имеют форму двояковыпуклых линз, их размер примерно 5×10 мкм. Под наружной гладкой мембраной находится внутренняя, складчатая. Из ее складок формируются плоские мешочки, называемые тилакоидами (рис. 35), а между тилакоидами располагается внутренняя среда хлоропласта — строма. Часто тила-коиды собираются в стопки, которые называются граны.
Хлоропласты — органоиды фотосинтеза. Реакции фотосинтеза, связанные с получением энергии за счет света (световая фаза), проте-

за Биология. 10-11 кл.

кают на мембранах тилакоидов, а реакции использования запасенной энергии для синтеза органических веществ (темновая фаза) — в стро-ме пластид. По-видимому, пластиды, так же как и митохондрии, имели свободноживущих предков, причем считается, что этими предками пластид были древние цианобактерии.
Органоиды движения. Многие клетки способны к движению, причем механизмы двигательных реакций могут быть различными. Выделяют амебоидное (амебы, лейкоциты), ресничное (инфузория-туфелька, клетки мерцательного эпителия дыхательных путей), жгутиковое (сперматозоиды, эвглена зеленая) и мышечное виды движения.
Жгутик всех эукариотических клеток имеет длину около 100 мкм. На поперечном срезе можно увидеть, что по периферии жгутика расположены 9 пар микротрубочек, а в центре — 2 микротрубочки.
Все пары микротрубочек связаны между собой. Белок, осуществляющий это связывание, меняет свою конформацию за счет энергии, выделяющейся при гидролизе АТФ. Это приводит к тому, что пары микротрубочек начинают двигаться друг относительно друга, жгутик изгибается и клетка начинает движение. Таков же механизм движения ресничек, длина которых составляет всего 10-15 мкм. Обычно у одной клетки бывает только один жгутик, а ресничек может быть очень много, и все их движения скоординированы, чем и обеспечивается движение клетки. Например, на поверхности одноклеточной инфузории-туфельки насчитывается до 15 ООО ресничек, с помощью которых она может передвигаться со скоростью 3 мм/с. На каждой клетке ресничного эпителия, выстилающего верхние дыхательные пути, насчитывается до 250 ресничек.

Источник: algebra.neznaka.ru