Цитоплазма в животной клетке

Клетки животных и растений, как многоклеточных, так и одноклеточных, в принципе сходны по своему строению. Различия в деталях строения клеток связаны с их функциональной специализацией.

Основными элементами всех клеток являются ядро и цитоплазма. Ядро имеет сложное строение, изменяющееся на разных фазах клеточного деления, или цикла. Ядро неделящейся клетки занимает приблизительно 10–20% ее общего объема. Оно состоит из кариоплазмы (нуклеоплазмы), одного или нескольких ядрышек (нуклеол) и ядерной оболочки. Кариоплазма представляет собой ядерный сок, или кариолимфу, в которой находятся нити хроматина, образующие хромосомы.

Цитоплазма в животной клетке

Основные свойства клетки:

  • обмен веществ
  • чувствительность
  • способность к размножению

Клетка живет во внутренней среде организма – кровь, лимфа и тканевая жидкость. Основными процессами в клетке являются окисление, гликолиз – расщепление углеводов без кислорода. Проницаемость клетки избирательна. Она определяется реакцией на высокую или низкую концентрацию солей, фаго- и пиноцитоз. Секреция – образование и выделение клетками слизеподобных веществ (муцин и мукоиды), защищающие от повреждения и участвующие в образовании межклеточного вещества.

Виды движений клетки:

  1. амебоидное (ложноножки) – лейкоциты и макрофаги.
  2. скользящее – фибробласты
  3. жгутиковый тип – сперматозоиды (реснички и жгутики)

Деление клеток:

  1. непрямое (митоз, кариокинез, мейоз)
  2. прямое (амитоз)

При митозе ядерное вещество распределяется равномерно между дочерними клетками, т.к. хроматин ядра концентрируется  в хромосомах, которые расщепляются на две хроматиды, расходящиеся в дочерние клетки.

Структуры живой клетки

Хромосомы

Цитоплазма в животной клетке

Обязательными элементами ядра являются хромосомы, имеющие специфическую химическую и морфологическую структуру. Они принимают активное участие в обмене веществ в клетке и имеют прямое отношение к наследственной передаче свойств от одного поколения к другому. Следует, однако, иметь в виду, что, хотя наследственность и обеспечивается всей клеткой как единой системой, ядерные структуры, а именно хромосомы, занимают при этом особое место. Хромосомы, в отличие от органелл клетки, представляют собой уникальные структуры, характеризующиеся постоянством качественного и количественного состава. Они не могут взаимозаменять друг друга. Несбалансированность хромосомного набора клетки приводит в конечном счете к ее гибели.

Цитоплазма

Цитоплазма в животной клетке

Цитоплазма клетки обнаруживает весьма сложное строение. Введение методики тонких срезов и электронной микроскопии позволило увидеть тонкую структуру основной цитоплазмы. Установлено, что последняя состоит из параллельно расположенных сложных структур, имеющих вид пластинок и канальцев, на поверхности которых располагаются мельчайшие гранулы диаметром 100–120 Å. Эти образования названы эндоплазматическим комплексом. В состав этого комплекса включены различные дифференцированные органоиды: митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, в клетках низших животных и растений – центросома, животных – лизосомы, у растений – пластиды. Кроме того, цитоплазме обнаруживается целый ряд включений, принимающих участие в обмене веществ клетки: крахмал, капельки жира, кристаллы мочевины и т. д.

Мембрана

Клетка окружена плазматической мембраной (от лат. «мембрана» – кожица, пленка). Ее функции очень разнообразны, но основная – защитная: она защищает внутреннее содержимое клетки от воздействий внешней среды. Благодаря различным выростам, складкам на поверхности мембраны клетки прочно соединяются между собой. Мембрана пронизана специальными белками, через которые могут перемещаться определенные вещества, необходимые клетке или подлежащие удалению из нее. Таким образом, через мембрану осуществляется обмен веществ. Причем, что очень важно, вещества пропускаются через мембрану избирательно, за счет чего в клетке поддерживается нужный набор веществ.

У растений плазматическая мембрана снаружи покрыта плотной оболочкой, состоящей из целлюлозы (клетчатки). Оболочка выполняет защитную и опорную функции. Она служит внешним каркасом клетки, придавая ей определенную форму и размеры, препятствуя чрезмерному набуханию.

Ядро

Расположено в центре клетки и отделено двуслойной оболочкой. Имеет шаровидную или вытянутую форму. Оболочка – кариолемма – имеет поры, необходимые для обмена веществ между ядром и цитоплазмой. Содержимое ядра жидкое – кариоплазма, в которой содержатся плотные тельца – ядрышки. В них выделяется зернистость – рибосомы. Основная масса ядра – ядерные белки – нуклеопротеиды, в ядрышках – рибонуклеопротеиды, а в кариоплазме – дезоксирибонуклеопротеиды. Клетка покрыта клеточной оболочкой, которая состоит из белковых и липидных молекул, имеющих мозаичную структуру. Оболочка обеспечивает обмен веществ между клеткой и межклеточной жидкостью.

ЭПС

Это система канальцев и полостей, на стенках которых располагаются рибосомы, обеспечивающие синтез белка. Рибосомы могут и свободно располагаться в цитоплазме. ЭПС бывают двух видов – шероховатая и гладкая: на шероховатой ЭПС (или гранулярной) располагается множество рибосом, которые осуществляют синтез белков. Рибосомы придают мембранам шероховатый вид. Мембраны гладкой ЭПС не несут рибосом на своей поверхности, в них располагаются ферменты синтеза и расщепления углеводов и липидов. Гладкая ЭПС выглядит как система тонких трубочек и цистерн.

Рибосомы

Мелкие тельца диаметром 15–20 мм. Осуществляют синтез белковых молекул, их сборку из аминокислот.

Митохондрии

Это двумембранные органоиды, внутренняя мембрана которых имеет выросты – кристы. Содержимое полостей – матрикс. Митохондрии содержат большое количество липопротеидов и ферментов. Это энергетические станции клетки.

Пластиды (свойственны только клеткам растений!)

Их содержание в клетке – главная особенность растительного организма. Различают три основных типа пластид: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Они имеют разную окраску. Бесцветные лейкопласты находятся в цитоплазме клеток неокрашенных частей растений: стеблях, корнях, клубнях. Например, их много в клубнях картофеля, в которых накапливаются зерна крахмала. Хромопласты находятся в цитоплазме цветков, плодов, стеблей, листьев. Хромопласты обеспечивают желтую, красную, оранжевую окраску растений. Зеленые хлоропласты содержатся в клетках листьев, стеблей и других частях растения, а также у разнообразных водорослей. Размеры хлоропластов 4-6 мкм, они часто имеют овальную форму. У высших растений в одной клетке содержится несколько десятков хлоропластов.

Зеленые хлоропласты способны переходить в хромопласты – поэтому осенью листья желтеют, а зеленые помидоры краснеют при созревании. Лейкопласты могут переходить в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету). Таким образом, хлоропласты, хромопласты и лейкопласты способны к взаимному переходу.

Основная функция хлоропластов – фотосинтез, т.е. в хлоропластах на свету осуществляется синтез органических веществ из неорганических за счет преобразования солнечной энергии в энергию молекул АТФ. Хлоропласты высших растений имеют размеры 5-10 мкм и по форме напоминают двояковыпуклую линзу. Каждый хлоропласт окружен двойной мембраной, обладающей избирательной проницаемостью. Снаружи располагается гладкая мембрана, а внутренняя имеет складчатую структуру. Основная структурная единица хлоропласта – тилакоид, плоский двумембранный мешочек, ирающий ведущую роль в процессе фотосинтеза. В мембране тилакоида расположены белки, аналогичные белкам митохондрий, которые участвуют в цепи переноса электоронов. Тилакоиды расположены стопками, напоминающие стопки монет (от 10 до 150) и называемыми гранами. Грана имеет сложное строение: в центре располагается хлорофилл, окруженный слоем белка; затем располагается слой липоидов, снова белок и хлорофилл.

Комплекс Гольджи

Цитоплазма в животной клетке

Это система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной, может иметь разную форму. Накапливание в них белков, жиров и углеводов. Осуществление на мембранах синтеза жиров и углеводов. Образует лизосомы.

Основной структурный элемент аппарата Гольджи – мембрана, которая образует пакеты уплощенных цистерн, крупные и мелкие пузырьки. Цистерны аппарата Гольджи соединены с каналами эндоплазматической сети. Произведенные на мембранах эндоплазматической сети белки, полисахариды, жиры переносятся к аппарату Гольджи, накапливаются внутри его структур и «упаковываются» в виде вещества, готового либо к выделению, либо к использованию в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности. В аппарате Гольджи образуются лизосомы. Кроме того, он участвует в наращивании цитоплазматической мембраны, например во время деления клетки.

Лизосомы

Тельца, отграниченные от цитоплазмы одной мембраной. Содержащиеся в них ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул до простых: белков до аминокислот, сложных углеводов до простых, липидов до глицерина и жирных кислот, а также разрушают отмершие части клетки, целые клетки. В лизосомах находится более 30 типов ферментов (вещества белковой природы, увеличивающие скорость химической реакции в десятки и сотни тысяч раз), способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры и другие вещества. Расщепление веществ с помощью ферментов называется лизисом, отсюда и происходит название органоида. Лизосомы образуются или из структур комплекса Гольджи, или из эндоплазматической сети. Одна из основных функций лизосом – участие во внутриклеточном переваривании пищевых веществ. Кроме того, лизосомы могут разрушать структуры самой клетки при ее отмирании, в ходе эмбрионального развития и в ряде других случаев.

Вакуоли

Представляют собой полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

Клеточный центр

Состоит из двух маленьких телец – центриолей и центросферы – уплотненного участка цитоплазмы. Играет важную роль при делении клеток

Органоиды движения клеток

  1. Жгутики и реснички, представляющие из себя выросты клетки и имеющие однотипное строение у животных и растений
  2. Миофибриллы – тонкие нити длиной более 1 см диаметром 1 мкм, расположенные пучками вдоль мышечного волокна
  3. Псевдоподии (выполняют функцию движения; за счет их происходит сокращение мышц)

Сходства растительных и животных клеток

К признакам, которыми похожи растительные и животные клетки, можно отнести следующие:

  1. Схожее строение системы структуры, т.е. наличие ядра и цитоплазмы.
  2. Обменный процесс веществ и энергии близки по принципу осуществления.
  3. И в животной, и в растительной клетке имеется мембранное строение.
  4. Химический состав клеток очень похож.
  5. В клетках растения и животного присутствует похожий процесс клеточного деления.
  6. Растительная клетка и животная имеет единый принцип передачи кода наследственности.

Цитоплазма в животной клетке

Существенные различия между растительной и животной клеткой

Помимо общих признаков строения и жизнедеятельности растительной и животной клетки, существуют и особые отличительные черты каждой из них.

Отличия клеток заключаются в следующем:

  1. Наличие пластидов. В растительных клетках различают такие виды пластидов как хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. А в животных клетках пластиды отсутствуют.
  2. Питание растительной клетки считается автотрофным, который, в свою очередь, разделяется на фототрофный и хемотрофный. А животная клетка питается гетеротрофным путём, который включает паразитический и сапротрофный виды.
  3. Процесс распада аденозинтрифосфорной кислоты в растительной клетке происходит в хлоропластах и прочих клеточных элементах, где необходима затрата энергии. В животной клетке такой процесс происходит во всех частях клетки, требующих энергетической затраты.
  4. Наличием клеточного центра у растений отличаются клетки низших растений. А среди животных клеток клеточный цент распространён у всех.
  5. Клетка растения содержит клеточную стенку из целлюлозы, а у животной клетки таковой не имеется.
  6. Второстепенные и необязательные компоненты растительной клетки состоят из запаса питательных веществ в качестве крахмальных зёрен, а также зёрен белка и капель масла. Также сюда входят вакуоли, содержащие клеточный сок и солевые кристаллы. А животная клетка содержит в качестве необязательных компонентов питательные вещества из зёрен и капель белков, жиров и углеводов. Также есть содержание солевых кристаллов, пигментов и конечных обменных продуктов.
  7. Растительные вакуоли представляют собой полости с соком. А у животной клетки имеются мелкие вакуоли, разделяющиеся на сократительные, пищеварительные и выделительные.

Таким образом, можно сказать, что растительные и животные клетки похожи между собой содержанием некоторых важных элементов и некоторыми процессами жизнедеятельности, а также имеют существенные отличия в структуре и обменных процессах.

Источник: mfina.ru

 

 

Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключен­ная между плазматической мембраной и ядром. Цитоплаз­ма объединяет все клеточные структуры и способствует их взаимодействию друг с другом. В цитоплазме располагают­ся ядро и все органоиды клетки.

В сложно организованной системе органоидов эукариотической клетки различают универсальные органоиды(митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы, лизосомы, ЭПС, клеточный центр), характерные для цитоплазмы клеток всех организмов. Специальные органоиды (миофибриллин, реснички, жгутики) встречаются в некоторых клетках. У млекопитающих животных и человека реснич­ками снабжены клетки дыхательного эпителия.

В состав цитоплазмы входят многочисленные хими­ческие соединения. Она представляет собой не однородное химическое вещество, а сложную, постоянно изменяю­щуюся физико-химическую систему, характеризующуюся щелочной реакцией и высоким содержанием воды. Ком­поненты цитоплазмы взаимодействуют между собой внут­ри клетки, а также с органоидами соседних клеток и с внешней средой, поглощая одни вещества и выделяя дру­гие.

В цитоплазме осуществляются все процессы клеточно­го метаболизма, кроме синтеза нуклеиновых кислот, про­исходящего в ядре. Под контролем ядра цитоплазма спо­собна к росту и воспроизведению, при частичном удалении она полностью регенерирует. Цитоплазма, как правило, не способна к длительному автономному существованию. В животных клетках различают два слоя цитоплазмы.

Наруж­ный — эктоплазма (лишена большинства органоидов, об­ладает относительно высокой вязкостью).

Внутренний слой цитоплазмыэндоплазма (содер­жит основные органоиды).

В цитоплазме растительных клеток имеются специаль­ные органоиды — пластиды (лейкопласты, хлоропласты, хромопласты).

Одно из основных свойств цитоплазмы живой клет­ки — способность к движению, которое обеспечивает связь органоидов.

Источник: www.bioaa.info

Поверхностный аппарат клетки

Надмембранной структурой животных клеток является гликокаликс, а растительных клеток – оболочка, или клеточная стенка (состоит в основном из целлюлозы).

Гликокаликс – свойственное животным клеткам образование на поверхности мембраны. Он образован молекулами полисахаридов, которые соединены с белками и липидами мембраны и окружают её как «антенны». Благодаря ему при образовании тканей между клетками возникают контакты. Это свойство клеток лежит в основе явления тканевой совместимости. Функция полисахаридных «антенн» — распознавание сигналов внешней среды.

Клеточная оболочка свойственна клеткам растений, грибов, бактерий. Это мёртвое образование, располагающееся на поверхности плазматической мембраны. Клеточная оболочка полностью проницаема для воды и газов. В её состав в растительной клетке входят целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин.

К изменениям клеточной оболочки относятся:

  • одревеснение, которое сопровождается её пропиткой веществом лигнином (это придаёт ей твёрдость);
  • пробкование – пропитка суберином (клеточная оболочка становится непроницаемой для газов и воды);
  • кутинизация – пропитка кутином – жирообразным веществом, оберегающим растения от излишнего испарения;
  • осизнение, которое защищает от вымывания клетки водных растений;
  • минерализация – пропитка клеточной оболочки соединения ми кремния (хвощ, осока).

Растительные клетки соединяются между собой с помощью тяжей цитоплазмы – плазмодесм.

Функции клеточной оболочки: защищает содержимое клетки, играет роль внешнего скелета.

Подмембранные клеточные комплексы

Подмембранные комплексы клетки – микронити, микротрубочки, пеликула.

Цитоплазма всех клеток содержит внутренний цитоскелет, который состоит из микротрабекулярной системы, микротрубочек и микрофиламентов.

Микротрабекулярная система представляет сеть тонких фибрилл (микротрабекул) толщиной 2 – 3 нм, которые пересекают цитоплазму в различных направлениях и связывают все внутриклеточные компоненты: микротрубочки, органеллы и цитоплазматическую мембрану в единое целое.

Микротрабекулы состоят из различных белков, которые объединяются в сложные комплексы. В точках пересечения или в местах соединения концов трабекул располагаются рибосомы.

Система микротрабекул цитоплазма разделяется на две фазы: полимерную, богатую белками, и жидкую – в промежутках между трабекулами.

Микротрубочки есть во всех эукариотических клетках и представляют собой неразветвлённые полые цилиндры. Это очень тонкие структуры с внешним диаметром, не превышающим 30 нм, и с толщиной стенки 5 нм. Длина их может достигать нескольких микрометров. Цитоплазматические микротрубочки могут легко распадаться (разбираться) и собираться вновь. Микротрубочки образованы глобулярным белком тубулином (одна субъединица образована двумя молекулами белка).

Считают, что роль матрицы (организатора микротрубочек) при образовании микротрубочек могут играть центриоли, базальные тельца ресничек и жгутиков, а также особенные структуры хромосом в месте первичной перетяжки – кинетохоры (центромеры). Процесс происходит при наличии ионов магния, АТФ и в кислой среде. Распадение микротрубочек ускоряется с повышением концентрации ионов кальция и снижением температуры.

Микротрубочки вместе с трабекулярной системой выполняя опорную функцию в клетке придают ей определённую форму. С их участием так же образуется веретено деления и обеспечивается расхождение хромосом к полюсам клетки, они способствуют перемещению клеточных органелл: благодаря им последние направляются в нужное место.

Микрофиламенты представлены тонкими нитями, расположенными во всей цитоплазме клетки.

Микрофиламенты образованы белком актином, молекулы которого полимеризируются в длинную фибриллу, состоящую из двух, закрученных относительно друг друга, спиралей. В клетках содержится 10-15% актина от общего количества всех белков. В микрофиламентах можно найти нити ещё одного важного сократительного белка – миозина, хотя содержание его значительно меньше. Взаимодействие актина и миозина лежит в основе сокращения мышц. Актиновые микрофиламенты взаимодействуют с микротрубочками поверхностного слоя цитоплазмы и с плазмолеммой, что обеспечивает двигательную активность цитоплазмы. Также считают, что они участвуют в образовании перетяжки во время деления клеток, в эндоцитозе и обеспечении амебоидного движения.

К подмембранным компонентам относится также пеликула, которая представляет уплотнённый внешний слой цитоплазмы многих простейших (эвглены, инфузорий и т. п.). Пеликула обеспечивает относительное постоянство формы клетки и придаёт прочности поверхностному аппарату.

Цитоплазма

Цитоплазма – полужидкое содержимое клетки, в которой расположены все органоиды.

Пространство между органоидами клетки заполнено цитозолем — растворимой частью цитоплазмы. Цитоплазма содержит соли, сахара, белки, аминокислоты, ионы, АТФ, ферменты и т. п.

Цитоплазма — это матрикс для всех элементов клетки, обеспечивающий взаимодействие клеточных структур, в ней проходят все клеточные химические реакции и перемещение веществ внутри клетки и между клетками.

Цитоплазма состоит из матрикса (гиалоплазмы), цитоскелета, органелл и включений.

Цитоскелет, или внутриклеточный скелет, представлен системой белковых образований – микронитей и микротрубочек. Его основные функции:

  • опорная;
  • изменение формы клетки;
  • движение;
  • обеспечение определённого расположения ферментов в клетке.

Органеллы – постоянные клеточные структуры, каждая из которых выполняет определённые функции, обеспечивают те или иные процессы жизнедеятельности клетки (питание, дыхание, движение, синтез и транспорт органических соединений, сохранение и передача наследственной информации).

Органеллы эукариот делятся на:

  • двумембранные (пластиды, митохондрии),
  • одномембранные (эндоплазматическая сеть, вакуоли, аппарат (комплекс) Гольджи, лизосомы),
  • немембранные (рибосомы, клеточный центр),
  • органеллы движения (псевдоподии, жгутики, реснички, миофибриллы).

Включения – временные компоненты клеток. К ним относя продукты синтеза и конечные продукты обмена веществ: капли жира, зёрна крахмала и гликогена, кристаллы солей.

Источник: spravochnick.ru