Постоянные компоненты цитоплазмы

Содержание
  1. Конспект
  2. Строение и функции клетки
  3. Структура и функции мембран клетки
  4.  Цитоплазма
  5.  Строение и функции клеточного ядра
  6. Цитоплазма и основные клеточные органеллы
  7. Немембранные органеллы
  8. Одномембранные органеллы
  9. Двумембранные органеллы
  10. Строение и функции цитоплазмы. Ключевые органеллы цитоплазмы
  11. Строение
  12. Функции
  13. Движение цитоплазмы
  14. Сводная таблица строения и функций цитоплазмы
  15. Все о цитоплазме клетки: химический состав, физическая структура и строение, основные функции
  16. Что такое цитоплазма
  17. Химический состав
  18. Основные характеристики
  19. Структура и компоненты
  20. Цитосоль, органоиды, включения
  21. Функции цитоплазмы в клетке
  22. Транспорт веществ
  23. Запас питательных веществ
  24. Плазматическая мембрана
  25. Клетки растений и животных
  26. Цитоплазма и ее структурные компоненты
  27. Гиалоплазма
  28. Цитоскелет
  29. Органоиды клетки
  30. Непостоянные компоненты клеток

Конспект

Постоянные компоненты цитоплазмы

Раздел ЕГЭ: 2.4. Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки — основа ее целостности.

Строение и функции клетки

Клетка представляет собой элементарную систему биополимеров, ограниченных мембраной, образующих основные структурные компоненты — оболочку, цитоплазму и ядро, обеспечивающих метаболические процессы и осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы. Это элементарная структурно-функциональная и генетическая единица живого.

Ранее изученная информация о строении и функции клеток в 6-9 классах:

Структура и функции мембран клетки

Биологическая мембрана образована билипидным слоем жидких фосфолипидов. Молекулы липидов гидрофильными концами обращены наружу, а гидрофобными — друг к другу. Белковые молекулы могут находиться на поверхностях липидов (периферические белки), пронизывать один слой (полуинтегралъные) и оба слоя (интегральные) липидов.

Липиды и белки удерживаются гидрофильно-гидрофобными взаимодействиями. На поверхности мембран располагается гликокачикс — разветвленные гликопротеиновые структуры, которые обеспечивают рецепторную функцию и взаимосвязь клеток многоклеточного организма. Свойства: пластичность; способность к самозамыканию: избирательная проницаемость.

 Функции: структурная; регуляторная; защитная; рецепторная; ферментативная; разграничительная.

Плазмалемма — цитоплазматическая мембрана, покрывающая клетку. На наружной поверхности мембраны имеется гликокаликс. У животных клеток она может быть покрыта муцином, слизью, хитином; у растений — целлюлозой, лигнином. Функции: барьерная; регуляторная; рецепторная; структурная.

Эндоцитоз — поступление веществ в клетку. Способы поступления веществ в клетку:

  • простая диффузия — поступление в клетку ионов и мелких молекул через плазмалемму по градиенту концентрации без затрат энергии;
  • осмос — поступление в клетку растворителя (воды) по градиенту концентрации без затрат энергии;
  • облегченная диффузия — перемещение веществ с участием белков-переносчиков (пермеаз) по градиенту концентрации без затрат энергии (некоторые аминокислоты);
  • активный транспорт — перемещение веществ против градиента концентрации с помощью транспортных белков — поринов и АТФ-аз с затратой энергии (так в клетку поступают ионы Са2+ и Mg2+, моносахариды, аминокислоты);
  • фагоцитоз — поступление в клетку крупных молекул и частиц; при этом мембрана клетки окружает частицу, края ее смыкаются и частица поступает в цитоплазму в мембранном пузырьке — эндосоме (идет с затратой энергии);
  • пиноцитоз — поступление в клетку капелек жидкости аналогично фагоцитозу.

Экзоцитоз — выведение из клетки веществ (гормонов, белков, капель жира), заключенных в мембранные пузырьки.

 Цитоплазма

Цитоплазма состоит из воды (85%), белков (10%), органических и минеральных соединений (остальной объем). В цитоплазме различают гиалоплазму, цитоскелет, органеллы и включения.

Гиалоплазма. Представляет собой коллоидный раствор, обеспечивающий вязкость, эластичность, сократимость и движение цитоплазмы, в котором протекают реакции внутриклеточного метаболизма. Является внутренней средой клетки, где протекают реакции внутриклеточного обмена.

Цитоскелет. Образован развитой сетью белковых нитей — филаментов. Представлен микротрубочками, микрофиламентами и промежуточными филаментами.

Микротрубочки — тонкие трубочки диаметром около 24 нм, толщина их стенки около 5 нм, образованы белком тубулином. Образуют веретено деления, входят в состав жгутиков и ресничек, располагаются в цитоплазме клеток. Обеспечивают расхождение дочерних хромосом в анафазах митоза и мейоза, движение жгутиков и ресничек, перемещение органелл и придают форму клетке.

Микрофиламенты — очень тонкие белковые нити диаметром около 6 нм, образованы преимущественно белком актином. Они переплетаются и образуют густую сеть в цитоплазме. Обеспечивают двигательную активность гиалоплазмы, участвуют в эндо- и экзоцитозе.

Промежуточные филаменты — диаметр их около 10 нм, образованы молекулами разных фибриллярных белков (цитокератин и др.). Выполняют опорную функцию.

 Органеллы клетки. Это постоянные структурные компоненты цитоплазмы клетки, имеющие определенное строение и выполняющие определенные функции. Большинство органелл имеют мембранное строение, мембраны отсутствуют в структуре рибосом и центриолей.

Органеллы общего назначения имеются в большинстве клеток (эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи и др.); специального назначения содержатся только в специализированных клетках (жгутики, реснички, пульсирующие вакуоли, миофибриллы и др.).

 Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — это система каналов, образованных биологическими мембранами и пронизывающих гиалоплазму. Каналы ЭПС соединены с перинуклеарным пространством.

Имеется гладкая ЭПС и гранулярная — на ее мембранах расположены рибосомы.

Участвует в транспорте веществ, синтезированных в клетке и поступивших извне; делении цитоплазмы на отсеки; синтезе жиров и углеводов (агранулярная функция) и белков (гранулярная функция).

Рибосомы — сферические тельца диаметром 15-35 нм, состоящие из большой и малой субъединиц, построены из белка и рРНК. Располагаются на мембранах ЭПС, на наружной ядерной мембране, в цитоплазме. Непосредственно участвуют в сборке молекул белков (трансляция).

 Митохондрии содержат две мембраны, наружную — гладкую и внутреннюю, которая образует выросты внутрь матрикса (гомогенного содержимого) — кристы. В матриксе располагаются кольцевые молекулы ДНК и рибосомы, а на кристах — АТФ-сомы (грибовидные тела). Участвует в кислородном этапе энергетического обмена; синтезе АТФ и специфических белков.

Комплекс (аппарат) Гольджи образован комплексом биологических мембран в виде узких каналов, расширяющихся на концах в цистерны, от которых отпочковываются пузырьки, способные превращаться в вакуоли. Участвует в концентрации, обезвоживании, уплотнении и упаковке веществ; образовании первичных лизосом; сборке комплексных органических соединений (липопротеинов, гликолипидов и др.).

Лизосомы — шаровидные тельца, ограниченные биологической мембраной, диаметром 0,2-1 мкм. Внутри содержится около 40 гидролитических ферментов. Расщепляют пищевые вещества и бактерии, поступившие в клетку (гетерофагия); разрушают временные органы эмбрионов, личинок и отмирающие структуры (аутофагия).

 Пластиды — органоиды, содержащиеся только в растительных клетках. Имеют размеры 5-10 мкм. Их стенка образована двумя мембранами, между которыми располагается строма, пронизанная параллельно расположенными мембранами — тилакоидами. В отдельных участках тилакоидов находятся замкнутые полости (граны). В строме есть ДНК и рибосомы.

Хлоропласты в гранах содержат хлорофилл. В них происходит фотосинтез и синтез специфических белков.

Хромопласты построены сходно с хлоропластами. Содержат пигменты — каротиноиды, придающие окраску цветкам и плодам.

Лейкопласты имеют сходное с хлоропластами строение. Не содержат пигментов. В них происходит синтез и накопление белков, жиров и углеводов.

 Центросома (клеточный центр) — органоид, содержащийся вблизи ядра клетки. Представлен двумя центриолями, окруженными центросферой. Цилиндрические центриоли образованы 27 микротрубочками, сгруппированными по три; центриоли расположены перпендикулярно друг к другу. Образует полюса и веретено деления при митозе и мейозе.

 Вакуоли представляют собой участки гиалоплазмы, ограниченные элементарной мембраной. У растений содержат клеточный сок и поддерживают тургорное давление; у протистов выполняют пищеварительную и выделительную функции.

 Органеллы движения — это жгутики и реснички. Содержат по 20 микротрубочек, образующих девять пар по периферии и две одиночные в центре, покрыты элементарной мембраной.

У основания находятся базальные тельца, образующие микротрубочки. Обеспечивают движение протистов, бактерий, сперматозоидов и ресничных червей.

В дыхательных путях служат для удаления попавших инородных частиц.

 Включения. Это непостоянные компоненты цитоплазмы клетки, не выполняющие непосредственных функций в клетке, содержание которых изменяется в зависимости от функционального состояния клетки.

Трофические включения — запасы питательных веществ в клетке. В растительных клетках — это преимущественно крахмал и белки; в животных — гликоген и жир.

 Секреторные включения представляют собой продукты жизнедеятельности клеток желез внешней и внутренней секреции. К ним относятся ферменты, гормоны, слизь, подлежащие выведению из клетки.

 Экскреторные включения являются продуктами обмена веществ (кристаллы щавелевой кислоты, щавелевокислого кальция и др.).

 Строение и функции клеточного ядра

Клеточное ядро обязательный компонент всех эукариотических клеток. Содержит кариолемму (ядерную оболочку), кариоплазму (ядерный сок), хроматин и ядрышки.

Кариолемма представлена двумя биологическими мембранами; наружная ядерная мембрана непосредственно переходит в мембраны ЭПС; на ней имеются рибосомы. Между мембранами находится перинуклеарное пространство, сообщающееся с каналами ЭПС. В мембранах есть поры. Обеспечивает регуляцию обмена веществ между ядром и цитоплазмой.

Кариоплазма состоит из воды, минеральных солей, белков (ферментов), нуклеотидов, АТФ и различных видов РНК. Обеспечивает взаимосвязи между ядерными структурами.

 Хроматин образован дезоксинуклеопротеином (ДНП), содержащим молекулы ДНК, белки-гистоны и иРНК. Это деспирализованные хромосомы, образующие гранулы и глыбки. В профазах митоза и мейоза хроматин, спирализуясь, образует хромосомы.

Метафазные хромосомы состоят из двух продольных нитей ДНП — хроматид, соединенных друг с другом в области центромеры (первичной перетяжки). Центромера делит тело хромосомы на два плеча. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, отделяющую от плеча спутник. На конце плеча имеются теломеры, препятствующие соединению разных хромосом.

Типы хромосом:

  • метацентрические — равноплечие;
  • субметацентрические — неравноплечие;
  • акроцентрические — одно плечо очень короткое.

 Ядрышки — шарообразные, не окруженные мембраной образования, состоящие из белков, рРНК и небольшого количества ДНК. Непостоянны. Образуются в области вторичных перетяжек хромосом (ядрышковых организаторов). В них формируются субъединицы рибосом.

Таблица «Строение и функции клетки».

Это конспект по теме «Строение и функции клетки». Выберите дальнейшие действия:

Источник: https://uchitel.pro/%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B8-%D1%84%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8/

Цитоплазма и основные клеточные органеллы

Постоянные компоненты цитоплазмы

Цитоплазма является внутренней средой клетки. В цитоплазме различают жидкую часть — цитозоль — и компактные структуры (органеллы и включения).

Включение — это переменные составляющие клеток. Ими могут быть резервные соединения (зерна крахмала, гранулы гликогена, капли жиров), продукты обмена веществ (кристаллы оксалата кальция у растений). Они могут появляться или исчезать в зависимости от характера функционирования клетки.

Органеллы — это постоянные цитоплазматические структуры, имеющие определенное строение и выполняющие определенные функции.

Важным компонентом цитозоля является цитоскелет — система белковых микро-трубочек и микронитей, пронизывающие всю цитоплазму и контактирующих с плазмалеммой и ядерной оболочкой.

Цитоскелет поддерживает форму клетки, участвует в организации движений клетки, ее изменениях, обеспечивает перемещение органелл внутри клетки, процессы экзоцитоза и эндоцитоза.

В клетках, способных к амебоидному движению, цитоскелет участвует в формировании ложноножек (псевдоподий).

Электронограмма распределения микротрубочекцитоскелета Клеточный центр — трехмерная модель строения

Немембранные органеллы

С цитоскелетом связан клеточный центр (центросома), трехмерная модель которого показана на иллюстрации выше. Основными составляющими его являются две центриоли (короткие цилиндры из микротрубочек), расположенные под прямым углом друг к другу. Центросома размещается вблизи ядра, является центром организации микротрубочек цитоскелета и играет важную роль в делении клеток.

К немембранным органеллам относятся структуры, обеспечивающие движение клеток.

Кроме упоминавшегося выше амебоидного типа, другие типы движения обеспечиваются специализированными структурами — жгутиками и ресничками, встроенными в плазмолемму и клеточную стенку (если она есть).

Эти органеллы построены из микротрубочек, которые, изменяя свою структуру, осуществляют круговые движения. Они сходны по строению, но по сравнению с ресничками жгутики длиннее, а количество их — меньше.

Органеллы движения свойственны многим одноклеточным организмам, а также бывают в некоторых клетках многоклеточного организма (вспомните, какие организмы или клетки организма человека имеют жгутики или реснички).

К немембранным органеллам также относятся рибосомы. Это небольшие тельца, состоящие из двух субъединиц. В состав этих органелл входят специальные рибосомные белки и рибосомальная РНК (рРНК).

Рибосомы участвуют в синтезе белков.

Одномембранные органеллы

К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы и вакуоли.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум — это совокупность мембранных трубочек и канальцев, пронизывающих цитоплазму. Различают гладкую (агранулярного типа) и шероховатую (гранулярную) ЭПС.

Гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть

К мембранам шероховатой ЭПС с цитоплазматического стороны могут прикрепляться рибосомы, синтезирующие в полость трубочек белковые молекулы.

Основной функцией этого типа ЭПС является участие в синтезе белков и транспортировки синтезированных веществ в мембранных пузырьках в комплекс Гольджи.

Гладкая ЭПС обеспечивает синтез липидов, в частности стероидных веществ, обезвреживание некоторых токсичных веществ и депонирование ионов кальция. Последнее является важным для функционирования мышечных клеток.

Комплекс Гольджи (или аппарат Гольджи) — это сетчатое образование, является совокупностью плоских мембранных цистерн (мешочков), расположенных вблизи клеточного ядра.

Комплекс Гольджи функционально соединен с ЭПС: мембранные пузырьки, отсоединяясь от цистерн ЭПС, транспортируют синтезированные белки в комплекс Гольджи. Последний осуществляет преобразование белковых молекул (образование гликопротеинов, липопротеинов и т.д.

) и пакует их в мембранные пузырьки соответствии с функциональным назначением. Белки, экспортируемые из клетки (например, ферменты или гормоны) или же перемещаемые внутрь плазматической мембраны, размещаются в секреторных пузырьках.

Ферменты, осуществляющие внутриклеточное пищеварение, пакуются в лизосомы, которые здесь образуются. В этой органелле также синтезируются полисахариды.

Комплекс Гольджи

Лизосомы — мембранные органеллы в виде пузырьков, внутри которых содержатся ферменты, расщепляющие полимерные органические соединения в мономерные.

Лизосомы разрушают компоненты чужеродных клеток, поглощенных в процессе фагоцитоза, а также отработанные «старые» клеточные компоненты.

Последний процесс называется автофагией («самопоеданием»), и нарушение его приводит к развитию ряда заболеваний. Формируются лизосомы комплексом Гольджи.

Пероксисомы — мембранные органеллы в виде пузырьков, содержащих ферменты, в частности те, которые обеспечивают преобразование жиров или расщепления токсичного для клетки пероксида водорода до кислорода и воды.

Вакуоли — это большие мембранные полости, заполненные жидким содержимым. В зависимости от их строения и функций выделяют несколько типов таких органелл. Растительные клетки содержат большие клеточные вакуоли, внутреннее содержимое которых называется клеточным соком.

Они участвуют в регуляции тургора, могут содержать пигменты, предоставляя частям растений окраску, хранить продукты обмена веществ. Пресноводные одноклеточные организмы содержат сократительные вакуоли, функция которых — выведение из клеток избыточной воды.

Расщепление питательных веществ внутри некоторых клеток происходит в пищеварительных вакуолях, которые формируются с участием лизосом.

Двумембранные органеллы

Митохондрии — это органеллы овальной формы, содержащие две мембраны — внешнюю и внутреннюю. Внутренняя мембрана имеет многочисленные складки — кристы. Они необходимы для увеличения ее поверхности.

Пространство, ограниченное внутренней мембраной, называется митохондриальным матриксом. В митохондриях происходят основные процессы, которые обеспечивают клетку энергией и синтезируют молекулы АТФ.

Клетки, в которых процессы жизнедеятельности происходят интенсивно (например, в скелетных мышцах), имеют большее количество митохондрий.

Строение митохондрии

Пластиды — это двумембранные органеллы, присущие только растениям и некоторым одноклеточным организмам. Различают несколько типов пластид, имеющих свои особенности строения и функций. Наиболее распространенными являются хлоропласты — органеллы зеленого цвета, которые осуществляют фотосинтез.

Внутри хлоропластов расположены плоские мембранные мешочки — тилакоиды. Именно с ними связаны основные реакции фотосинтеза. Бесцветные пластиды — лейкопласты обеспечивают запасания питательных веществ — крахмала, жиров и белков.

А пластиды, окрашенные в цвета желто-красной части спектра, — хромопласты, которые определяют окраску лепестков, плодов, листьев и других частей растений.

Строение хлоропласта

Митохондрии и пластиды имеют общие особенности.

Эти органеллы кроме двух-мембранной стенки содержат собственную наследственную информацию — кольцевую молекулу ДНК, а также аппарат синтеза белков (рибосомы, РНК).

Однако для работы митохондрий и пластид необходимы некоторые белки, информация о которых содержится в ядерной ДНК. Митохондрии и пластиды не возникают из других мембранных структур клетки, а размножаются делением.

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/biologiya/tsitoplazma-i-osnovnye-kletochnye-organelly.html

Строение и функции цитоплазмы. Ключевые органеллы цитоплазмы

Постоянные компоненты цитоплазмы

Цитоплазму называют внутренней средой организма, потому что она постоянно перемещается и приводит в движение все клеточные компоненты. В цитоплазме постоянно идут обменные процессы, содержатся все органические и не органические вещества.

Строение

Цитоплазма состоит из постоянной жидкой части – гиалоплазмы и элементов, которые меняются – органелл и включений.

Органеллы цитоплазмы делятся на мембранные и немембранные, последние в свою очередь могут быть двухмембранные и одномембранные.

  1. Немембранные органеллы: рибосомы, вакуоли, центросома, жгутики.
  2. Двухмембранные органеллы: митохондрии, пластиды, ядро.
  3. Одномембранные органеллы: аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли эндоплазматический ретикулум.

Также к компонентам цитоплазмы относятся клеточные включения, представлены в виде липидных капель или гранул гликогена.

Основные признаки цитоплазмы:

  • Бесцветная;
  • эластичная;
  • слизисто-вязкая;
  • структурированная;
  • подвижная.

Жидкая часть цитоплазмы по своему химическому составу отличается в клетках разной специализации. Основное вещество – вода от 70% до 90%, также в состав входят протеины, углеводы, фосфолипиды, микроэлементы, соли.

Кислотно-щелочное равновесие поддерживается на уровне 7,1–8,5pH (слабощелочное).

Цитоплазма, при изучении на большом увеличении микроскопа, не является однородной средой. Различают две части – одна находится на периферии в области плазмолеммы (эктоплазма), другая – возле ядра (эндоплазма).

Эктоплазма служит связующим звеном с окружающей средой, межклеточной жидкостью и соседними клетками. Эндоплазма – это место расположения всех органелл.

В структуре цитоплазмы выделяют особые элементы – микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки – немембранные органоиды, необходимые для перемещения органелл внутри клетки и образования цитоскелета.

Глобулярный белок тубулин – основное строительное вещество для микротрубочек. Одна молекула тубулина в диаметре не превышает 5нм.

При этом молекулы способны объединятся друг с другом, вместе образуя цепочку. 13 таких цепочек формируют микротрубочку диаметром 25нм.

Молекулы тубулина находятся в постоянном движении для формирования микротрубочек, если на клетку воздействуют неблагоприятные факторы, процесс нарушается. Микротрубочки укорачиваются или вовсе денатурируются. Эти элементы цитоплазмы очень важны в жизни растительных и бактериальных клеток, так как принимают участие в строении их оболочек.

Микротрубочки и микрофиламенты

Микрофиламенты – это субмикроскопические немембранные органеллы, которые образуют цитоскелет. Также входят в состав сократительного аппарата клетки.

Микрофиламенты состоят из двух видов белка – актина и миозина. Актиновые волокна тонкие до 5нм в диаметре, а миозиновые толстые – до 25нм. Микрофиламенты в основном сосредоточены в эктоплазме.

Существуют также специфические филаменты, которые характерны для конкретного вида клеток.

Микротрубочки и микрофиламенты вместе образуют цитоскелет клетки, который обеспечивает взаимосвязь всех органелл и внутриклеточный метаболизм.

В цитоплазме также выделяют высокомолекулярные биополимеры. Они объединяются в мембранные комплексы, которые пронизывают все внутреннее пространство клетки, предопределяют месторасположение органелл, отграничивают цитоплазму от клеточной стенки.

Особенности строения цитоплазмы заключаются в способности изменять свою внутреннюю среду. Она может пребывать в двух состояниях: полужидком (золь) и вязком (гель). Так, в зависимости от влияния внешних факторов (температура, радиация, химические растворы), цитоплазма переходит из одного состояния в другое.

Функции

  • Наполняет внутриклеточное пространство;
  • связывает между собой все структурные элементы клетки;
  • транспортирует синтезированные вещества между органоидами и за пределы клетки;
  • устанавливает месторасположение органелл;
  • является средой для физико-химических реакций;
  • отвечает за клеточный тургор, постоянство внутренней среды клетки.

Функции цитоплазмы в клетке зависят также от вида самой клетки: растительная она, животная, эукариотическая или прокариотическая. Но во всех живых клетках в цитоплазме происходит важное физиологическое явление – гликолиз. Процесс окисления глюкозы, который осуществляется в аэробных условиях и заканчивается высвобождением энергии.

Движение цитоплазмы

Цитоплазма находится в постоянном движении, эта характеристика имеет огромное значение в жизни клетки. Благодаря движению возможны метаболические процессы внутри клетки и распределение синтезированных элементов между органеллами.

Биологи наблюдали движение цитоплазмы в больших клетках, при этом следя за перемещением вакуоль. За движение цитоплазмы отвечают микрофиламенты и микротрубочки, которые приводятся в действие при наличии молекул АТФ.

Движение цитоплазмы показывает, насколько активны клетки и способны к выживанию. Этот процесс зависим от внешних воздействий, поэтому малейшие изменения окружающих факторов приостанавливают или ускоряют его.

Роль цитоплазмы в биосинтезе белка. Биосинтез белка осуществляется при участии рибосом, они же непосредственно находятся в цитоплазме или на гранулярной ЭПС. Также через ядерные поры в цитоплазму поступает иРНК, которая несет информацию, скопированную с ДНК. В экзоплазме содержатся необходимые аминокислоты для синтеза белка и ферменты, катализирующие эти реакции.

Сводная таблица строения и функций цитоплазмы

Структурные элементыСтроениеФункции
ЭктоплазмаПлотный слой цитоплазмыОбеспечивает связь с внешней средой
ЭндоплазмаБолее жидкий слой цитоплазмыМесто расположения органоидов клетки
МикротрубочкиПостроены из глобулярного белка – тубулина с диаметром 5нм, который способен полимеризироватьсяОтвечают за внутриклеточный транспорт
МикрофиламентыСостоят из актиновых и миозиновых волоконОбразуют цитоскелет, поддерживают связь между всеми органеллами

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (15 4,60 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/citoplazma-stroenie-i-funkcii/

Все о цитоплазме клетки: химический состав, физическая структура и строение, основные функции

Постоянные компоненты цитоплазмы

> Наука > Биология > Цитоплазма: химический состав, строение и основные функции

Цитоплазма является, пожалуй, самой важной частью любой клеточной структуры, представляющей собой своего рода «соединительную ткань» между всеми составляющими клетки.

Функции и свойства цитоплазмы многообразны, ее роль в обеспечении жизнедеятельности клетки вряд ли можно переоценить.

В данной статье описаны большинство процессов, происходящих в наименьшей живой структуре на макроуровне, где основная роль отведена гелеобразной массе, заполняющей внутренний объем клетки и придающей последней внешний вид и форму.

  • Что такое цитоплазма
  • Химический состав
  • Основные характеристики
  • Структура и компоненты
  • Цитосоль, органоиды, включения
  • Функции цитоплазмы в клетке
  • Транспорт веществ
  • Запас питательных веществ
  • Плазматическая мембрана
  • Клетки растений и животных

Что такое цитоплазма

Цитоплазма представляет собой вязкое (желеподобное) прозрачное вещество, которое заполняет каждую клетку и ограничено клеточной мембраной. В ее состав входят вода, соли, белки и другие органические молекулы.

Все органоиды эукариотов, такие как ядро, эндоплазматический ретикулят и митохондрии, расположены в цитоплазме. Часть ее, которая не содержится в органоидах, называется цитосоль.

Хотя может показаться, что цитоплазма не имеет ни формы, ни структуры на самом деле она представляет собой высокоорганизованное вещество, которое обеспечивается за счет так называемого цитоскелета (белковая структура).

Открыта была цитоплазма в 1835 году Робертом Брауном и другими учеными.

: к прокариотам относятся также бактерии, почему?

Химический состав

Главным образом цитоплазма представляет собой субстанцию, которая заполняет клетку. Эта субстанция вязкая, подобная гелю, состоит на 80% из воды и, обычно, является прозрачной и бесцветной.

Цитоплазма — субстанция жизни, которую также называют молекулярным супом, в котором клеточные органоиды находятся во взвешенном состоянии и соединены друг с другом двухслойной липидной мембраной.

Цитоскелет, находящийся в цитоплазме, придает ей форму. Процесс цитоплазматического течения обеспечивает перемещение полезных веществ между органоидами и вывод продуктов жизнедеятельности.

Эта субстанция содержит много солей и является хорошим проводником электричества.

Как было сказано, субстанция состоит на 70−90% из воды и является бесцветной. Большинство клеточных процессов происходят в ней, например, гликоз, метаболизм, процессы клеточного деления.

Внешний прозрачный стеклообразный слой называется эктоплазмой или клеточной корой, внутренняя часть субстанции носит название эндоплазмы.

В клетках растений имеет место процесс цитоплазматического течения, представляющий собой течение цитоплазмы вокруг вакуоля.

Основные характеристики

Следует перечислить следующие свойства цитоплазмы:

  • Цитоплазму можно разделить на две части: эндоплазма, представляющая собой ее центральную область с органоидами, и эктоплазма — периферическая ее часть, подобная гелю.
  • Цитоплазма представляет собой жидкую субстанцию, заполняющую пространство между клеточной мембраной и органоидами;
  • Различные части желеобразной массы окрашены в разные оттенки цветов и называются эргатоплазмой;
  • Смесь разнообразных гранул, органических образований придает ей коллоидную консистенцию;
  • Периферийная зона цитоплазмы более вязкая и желатинообразная, чем остальная ее часть, и называется плазмогель. Слой же цитоплазмы вокруг клеточного ядра имеет более высокую текучесть, чем остальная ее часть, и называется плазмосоль;
  • Физическая природа субстанции — коллоидное состояние. Она состоит в основном из воды и частиц различной формы и размера, взвешенные в ней;
  • Содержит протеины, из которых 20−25% являются растворимыми в воде, включая ферменты;
  • Также здесь находятся некоторые аминокислоты, углеводороды, неорганические соли, липиды и липидоподобные вещества;
  • Плазмогель способен абсорбировать либо выделять воду в соответствии с потребностями клетки;
  • Она имеет целую систему организованных волокон, которые можно наблюдать используя специальную технику раскрашивания;
  • Субстанция химически представляет собой 90% воды и 10% органических и неорганических образований.

Структура и компоненты

В прокариотах (например, бактерии), которые не имеют ядра, соединенного с мембраной, цитоплазма представляет все содержимое клетки внутри плазматической мембраны. В эукариотах (например, клетки растений и животных) цитоплазма образована тремя отличающимися друг от друга компонентами: цитосоль, органоиды, различные частицы и гранулы, носящие название цитоплазматических включений.

Цитосоль, органоиды, включения

Цитосоль представляет собой полужидкий компонент, расположенный внешне по отношению к ядру и внутри плазматической мембраны.

Цитосоль составляет приблизительно 70% объема клетки и состоит из воды, волокон цитоскелета, солей и органических и неорганических молекул, растворенных в воде.

Также содержит протеины и растворимые структуры такие, как рибосомы и протеасомы. Внутренняя часть цитосоля, наиболее текучая и гранулированная, называется эндоплазмой.

Сеть волокон и высокие концентрации растворенных макромолекул, например, белков приводят к образованию макромолекулярных скоплений, которые сильно влияют на перенос веществ между компонентами цитоплазмы.

Органоид означает «маленький орган», который связан с мембраной. Органоиды находятся внутри клетки и выполняют специфические функции, необходимые для поддержания жизни этого наименьшего кирпичика жизни. Органоиды представляют собой маленькие клеточные структуры, выполняющие специальные функции. Можно привести следующие примеры:

  • митохондрии;
  • рибосомы;
  • ядро;
  • лизосомы;
  • хлоропласты (в растениях);
  • эндоплазматическая сеть;
  • аппарат Гольджи.

Внутри клетки также находится цитоскелет — сеть волокон, помогающих ей сохранять свою форму.

Цитоплазматические включения представляют собой частицы, которые временно находятся во взвешенном состоянии в желеобразной субстанции и состоят из макромолекул и гранул. Можно встретить три типа таких включений: секреторные, питательные, пигментные.

В качестве примера секреторных включений можно назвать белки, ферменты и кислоты. Гликоген (молекула для хранения глюкозы) и липиды — яркие примеры питательных включений, меланин, находящийся в клетках кожи, является примером пигментных включений.

Цитоплазматические включения, будучи небольшими частицами, взвешенными в цитосоле, представляют собой разнообразную гамму включений, присутствующих в различного типа клетках. Это могут быть как кристаллы оксалата кальция или диоксида кремния в растениях, так и гранулы крахмала и гликогена.

Широкую гамму включений представляют собой липиды, имеющие сферическую форму, присутствующие как в прокариотах, так и в эукариотах, и служащие для накопления жиров и жирных кислот. Например, такие включения занимают большую часть объема адипоситов — специализированных накопительных клеток.

Функции цитоплазмы в клетке

Наиболее важные функции можно представить в виде следующей таблицы:

  • обеспечение формы клетки;
  • среда обитания органоидов;
  • транспорт веществ;
  • запас полезных веществ.

Цитоплазма служит для поддержки органоидов и клеточных молекул. Множество клеточных процессов происходит в цитоплазме.

Некоторые из этих процессов включают синтез белков, первый этап клеточного дыхания, который носит название гликолиз, процессы митоза и мейоза.

Кроме того, цитоплазма помогает перемещаться гормонам по клетке, также через нее осуществляется вывод продуктов жизнедеятельности.

Большинство разных действий и событий происходит именно в этой желатиноподобной жидкости, в которой содержатся ферменты, способствующие разложению продуктов жизнедеятельности, также здесь проходит множество процессов метаболизма. Цитоплазма обеспечивает клетку формой, заполняя ее, помогает поддерживать органоиды на своих местах. Без нее клетка выглядела бы «сдутой», и различные вещества не могли бы легко перемещаться от одного органоида к другому.

Транспорт веществ

Жидкая субстанция содержимого клетки очень важна для поддержания ее жизнедеятельности, так как позволяет легко обмениваться питательными веществами между органоидами.

Такой обмен обязан процессу цитоплазматического течения, представляющему собой потоки цитосоля (наиболее подвижная и текучая часть цитоплазмы), переносящие питательные вещества, генетическую информацию и другие вещества от одного органоида к другому.

Некоторые процессы, которые происходят в цитосоле, включают в себя также перенос метаболитов. Органоид может производить аминокислоту, жирную кислоту и другие вещества, которые через цитосоль перемещаются к органоиду, нуждающемуся в этих веществах.

Цитоплазматические потоки приводят к тому, что сама клетка может перемещаться. Некоторые наименьшие жизненные структуры снабжены ресничками (маленькие, похожие на волос образования снаружи клетки, позволяющие последней перемещаться в пространстве). Для других же клеток, например, амебы единственной возможностью перемещаться является перемещение жидкости в цитосоле.

Запас питательных веществ

Помимо транспорта различного материала, жидкое пространство между органоидами выступает в роли своего рода камеры хранения этих материалов до момента, когда они действительно потребуются тому или иному органоиду.

Внутри цитосоля во взвешенном состоянии находятся протеины, кислород и различные строительные блоки.

Помимо полезных веществ, в цитоплазме содержатся и продукты метаболизма, которые ждут своей очереди, пока процесс удаления не выведет их из клетки.

Плазматическая мембрана

Клеточная, или плазматическая, мембрана представляет собой образование, препятствующее вытеканию цитоплазмы из клетки.

Эта мембрана состоит из фосфолепидов, образующих двойной липидный слой, который является полупроницаемым: лишь определенные молекулы могут проникать через этот слой.

Протеины, липиды и другие молекулы могут проникать через клеточную мембрану посредством процесса эндоцитоза, при котором образуется пузырек с этими веществами.

Пузырек, включающий в себя жидкость и молекулы, отрывается от мембраны, образуя при этом эндосому. Последняя перемещается внутри клетки к своим адресатам. Продукты жизнедеятельности выводятся посредством процесса экзоцитоза.

В этом процессе пузырьки, образующиеся в аппарате Гольджи, соединяются с мембраной, которая выталкивает их содержимое в окружающую среду.

Также мембрана обеспечивает форму клетки и служит опорной платформой для цитоскелета и клеточной стенки (в растениях).

Клетки растений и животных

Подобие внутреннего содержимого клеток растений и животных говорит об их одинаковом происхождении. Цитоплазма обеспечивает механическую поддержку внутренним структурам клетки, которые находятся в ней во взвешенном состоянии.

Цитоплазма поддерживает форму и консистенцию клетки, а также содержит множество химических веществ, являющихся ключевыми для поддержания жизненных процессов и метаболизма.

Реакции метаболизма, такие как гликоз и синтез протеинов, происходят в желеобразном содержимом. В клетках растений, в отличие от животных, присутствует движение цитоплазмы вокруг вакуоли, которое известно как цитоплазматическое течение.

Цитоплазма клеток животных представляет собой вещество, подобное гелю, растворенному в воде, она заполняет весь объем клетки и содержит белки и другие важные молекулы, необходимые для жизнедеятельности. Гелеобразная масса содержит протеины, углеводороды, соли, сахара, аминокислоты и нуклеотиды, все клеточные органоиды и цитоскелет.

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/tsitoplazma-himicheskij-sostav-stroenie-i-osnovnye-funktsii.html

Цитоплазма и ее структурные компоненты

Постоянные компоненты цитоплазмы

Цитоплазма – это обязательная часть клетки, ее внутренняя среда.

В ней происходят все основные процессы обмена веществ и энергии (метаболизм), размещаются все общие и специальные органоиды клетки и сосредоточены питательные вещества (жировые капли, крахмальные зерна, гранулы гликогена, кристаллы солей и пр.).

Цитоплазма является упорядоченно работающей системой всех внутриклеточных компонентов. Она со всеми своими структурами находится в тесной связи с поверхностным комплексом и ядерным аппаратом клетки, образуя с ними целостную живую систему.

Для цитоплазмы характерно постоянное движение коллоидных частиц и других компонентов. Она способна к росту и воспроизведению, а при частичном удалении может восстанавливаться. Все многообразие биохимической деятельности клетки связано с цитоплазмой и с ее структурными компонентами, которые осуществляют выполнение той или иной функции.

Важнейшая роль цитоплазмы заключается в том, что она объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие друг с другом.

Структурными компонентами цитоплазмы являются: гиалоплазма, или матрикс, различные органоиды и включения.

Электронная микроскопия и другие современные методы исследования позволили установить общий для всех клеток эукариот принцип строения их структурных образований – мембранный.

Если гиалоплазма представляет собой среду жизнедеятельности клетки, то биологическая мембрана является универсальным строительным материалом для различных внутриклеточных компонентов.

Лишь некоторые органоиды эукариотической клетки не имеют мембранного строения.

Гиалоплазма

Гиалоплазма (от греч. hyalos – стекло и plasma – оформленный) – основное вещество цитоплазмы. Гиалоплазма представляет собой бесцветную высокоупорядоченную коллоидную среду, состоящую из воды, ионов и молекул разных органических веществ.

В ее состав входят многие растворимые вещества белковой природы (ферменты, аминокислоты, соединения белков с липидами, углеводами, нуклеиновыми кислотами и металлами). В ней растворены также соли, сахара и другие вещества. Именно здесь во взвешенном состоянии размещаются органоиды и включения клетки.

Гиалоплазма выполняет функцию хранения биологических молекул, создает необходимую среду для протекания биохимических реакций, участвует в транспорте веществ и поддержании гомеостаза клетки (кислотно-щелочного баланса, водно-солевого режима и др.).

Через гиалоплазму идет транспорт аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров, неорганических веществ. Состав гиалоплазмы определяет буферные свойства клетки.

Гиалоплазма способна менять свое агрегатное состояние – переходить из жидкого состояния в более плотное, и наоборот.

Такое явление может быть вызвано изменением кислотности, концентрации определенных ионов, различными химическими реакциями, колебаниями температуры и пр.

Малые молекулы и некоторые низкомолекулярные белки перемещаются в гиалоплазме путем диффузии почти с той же скоростью, что и в воде, однако крупные молекулы и органоиды перемещаются при участии цитоскелета.

Цитоскелет

Гиалоплазма пронизана многочисленными микротрубочками, белковыми волокнами (филаментами, микрофиламентами и др.). Их совокупность составляет цитоскелет эукариотической клетки. С помощью цитоскелета обеспечивается пространственная организация цитоплазмы. Он же определяет трехмерное распределение органоидов в клетке.

Цитоскелет: 1 – микротрубочка; 2 – микрофиламент; 3 – митохондрия; 4 – шероховатая эндоплазматическая сеть; 5 – рибосомы; 6 – плазмалемма

В совокупности все компоненты цитоскелета обеспечивают способность эукариотических клеток сохранять определенную форму, размещать различные вещества, включения и органоиды, а также осуществлять направленные и координированные движения как самих клеток, так и отдельных органоидов внутри нее.

Цитоскелет способствует осуществлению всех типов клеточного движения, в том числе амебоидного движения и фагоцитоза.

Он также объединяет разные части клетки и обеспечивает передачу сигналов внутри нее и между соседними клетками, принимает участие в регуляции обмена веществ в процессах митоза, мейоза и цитокинеза.

Цитоскелет был подробно исследован только после открытия электронной микроскопии, так как его отдельные компоненты в световой микроскоп не видны.

Развитие методов иммуноцитохимии с использованием меченых антител значительно способствовало изучению цитоскелета.

До недавнего времени считалось, что его наличие характерно только для эукариотических клеток, однако в последнее время появились данные о присутствии волокнистых структур в составе цитоплазмы клеток бактерии сенной палочки и некоторых других прокариот.

Общими для всех элементов цитоскелета является то, что все они представляют собой белковые неветвящиеся фибриллярные полимеры, нестабильные, способные к полимеризации и деполимеризации.

Органоиды клетки

Органоидами, или органеллами, называют постоянные компоненты клетки, выполняющие в ней конкретные функции и обеспечивающие осуществление процессов, необходимых для поддержания ее жизнедеятельности. Иногда к органоидам относят и ядро, но чаще его считают особой – основной – частью клетки.

Вопрос о том, как правильнее именовать внутриклеточные структуры – «органеллы» или «органоиды», – пока остается нерешенным. Ботаники часто используют термин «органелла», то есть маленький «органчик». Одни зоологи употребляют термин «органоид», то есть подобный органу, а другие – «органелла». Поэтому в современной литературе оба термина используют как синонимы.

Строение органоидов, несмотря на их малые размеры, сложно и разнообразно. В зависимости от того, включает ли структура органоида биологическую мембрану или нет, различают мембранные и немембранные органоиды. Немембранные органоиды считают более древними, нежели мембранные.

В цитоплазме эукариотической клетки преобладают мембранные органоиды – это эндоплазматическая сеть, комплекс гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды и др. Немембранные органоиды – это цитоскелет, рибосомы, микротрубочки, клеточный центр.

Все названные органоиды присутствуют в клетках эукариот, в клетках прокариот имеются лишь цитоплазматическая мембрана и рибосомы.

Рибосомы осуществляют сборку белковых молекул из аминокислот (биосинтез белка).

Микротрубочки образуют опорную структуру клетки — цитоскелет (клеточный скелет), участвуют в транспорте веществ внутри клетки.

Центриоли осуществляют сборку микротрубочек, участвуют в образовании ресничек, жгутиков и митотического веретена при делении клетки.

Микрофиламенты — нити белка, поддерживающие форму клетки.

Плазматическая мембрана (плазмалемма) отделяет клетку от внешней среды, полупроницаема, участвует в обмене веществ между клеткой и средой.

Шероховатая эндоплазматическая сеть несет на себе рибосомы, выполняющие синтез белков; образует вещества, из которых строятся мембраны.

Гладкая ЭПС принимает участие в синтезе липидов и углеводов. У растений образует вакуоли — полости, наполненные жидкостью (соком).

Комплекс Гольджи формирует клеточную мембрану; упаковывает, сортирует продукты обмена для удаления из клетки.

Митохондрии участвуют в процессах клеточного дыхания и преобразуют энергию (обеспечивают клетку энергией); способны размножаться путем деления. Содержат кольцевую молекулу ДНК.

Лизосомы осуществляют внутриклеточное переваривание высокомолекулярных соединений и частиц.

Пластиды содержатся только в клетках растений. Хлоропласты содержат хлорофилл и осуществляют фотосинтез; хромопласты содержат желто-оранжевые и красные пигменты; лейкопласты накапливают различные запасные вещества.

Непостоянные компоненты клеток

Помимо постоянных структур – органоидов, в клетке могут быть непостоянные компоненты – включения цитоплазмы, которые возникают и исчезают в зависимости от уровня клеточного метаболизма. К ним относятся, например, капли жиров, кристаллы солей, крахмальные зерна.

В процессе эволюции клетка приобрела способность разделять с помощью мембран содержимое гиалоплазмы на отдельные «отсеки» – компартменты. Благодаря этому в разных участках клетки могут происходить совершенно разные физико-химические процессы. Некоторые компартменты обособились в отдельные органоиды.

Источник: https://blgy.ru/cytoplasm-3/

Вылечим любую болезнь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: