(продолжение) Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключенная

(продолжение)

Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Химический состав цитоплазмы: основу составляет вода (60– 90% всей массы цитоплазмы), различные органические и неорганические соединения. Цитоплазма имеет щелочную реакцию. Характерная особенность цитоплазмы эукариотической клетки — постоянное движение (циклоз). Оно обнаруживается, прежде всего, по перемещению органоидов клетки (например хлоропластов). Разделяют: гиалоплазму органоиды

ОСНОВНАЯ ПЛАЗМА (ГИАЛОПЛАЗМА) представляет собой среду, в которую погружены все органоиды клетки. Это бесцветный, слизистый, густой и прозрачный коллоидный раствор. В зависимости от преобладания в гиалоплазме жидкой части или крупных молекул, различают две формы гиалоплазмы: золь — более жидкая гиалоплазма гель — более густая гиалоплазма. Между ними возможны взаимопереходы: гель превращается в золь и наоборот. Именно в ней протекают все процессы обмена веществ, она обеспечивает взаимосвязь ядра и всех органоидов.

Структура гиалоплазмы раскрыта благодаря применению иммунофлуоресцентной микроскопии. Гиалоплазма заполнена тонкими белковыми нитями — микрофиламентами (d = 6— 10 нм). Микрофиламенты -собранные в цепочки белковые глобулы. Обнаружены также особые белки, связывающие между собой микрофиламенты с образованием сети. Вся эта структура очень лабильна. Под влиянием различных воздействий (большое значение имеет концентрация кальция) микрофиламенты распадаются на отдельные фрагменты и вновь собираются. Это, в свою очередь, определяет такие свойства, как вязкость, подвижность, переход из состояния геля в золь и обратно. Именно в гиалоплазме происходит анаэробная фаза дыхания — гликолиз.

Цитоплазма большинства клеток содержит микротрубочки Диаметр микротрубочки 20— 25 нм, толщина стенок 5— 8 нм, а диаметр канала 10 нм. Предполагают, что стенки микротрубочек состоят из 13 микротрубоче цепочек глобулярных белков тубулинов, свернутых спирально. Микротрубочки могут разрушаться и снова возникать. Функция микротрубочек — участие в различного рода перемещениях. В частности, с микротрубочками связано движение цитоплазмы. Однако механизм действия микротрубочек неясен. Предполагается участие микротрубочек в построении клеточных стенок.

Это компактные рибонуклеопротеидные частицы, лишенные мембран, диаметром 100— 200 ангстрем. Они состоят из большой и малой субъединиц. В большую субъединицу входят: одна высокомолекулярная РНК и две низкомолекулярные. В малую субъединицу входит: одна молекула высокомолекулярной РНК. В состав рибосом входит также несколько десятков разных молекул белка. РНК и белки объединены в рибосомах в нуклеопротеидный тяж.

В каждой клетке несколько десятков тысяч рибосом. Они расположены не только в цитоплазме, но и в ядре, в митохондриях, в пластидах. В связи с этим различают два типа рибосом: 80 S — цитоплазматические 70 S — локализованные в органеллах (МХ и пластидах) В дифференцированной клетке большинство рибосом прикреплено к поверхности мембран эндоплазматической сети и образует как бы цепочки — полисомы.

Плазмалемма Вакуоль Эндоплазматическая сеть Аппарат. Гольджи Лизосомы Пероксисомы Митохондрии Пластиды

Сложная система каналов, окруженных мембранами (6— 7 нм), пронизывающая всю толщу цитоплазмы. Каналы имеют расширения — цистерны, которые могут обособляться в крупные пузырьки и сливаться в вакуоли. Каналы и цистерны эндоплазматической сети заполнены Схема строения электронно-прозрачной жидкостью — эндоплазматической сети. энхилемой, содержащей растворимые белки и другие 1 - свободные рибосомы; соединения. 2 - полости; К мембране эндоплазматической сети 3 - рибосомы, прикрепленные могут быть прикреплены рибосомы к мембранам; 4 – ядерная оболочка.

Благодаря этому поверхность мембран становится шероховатой. Такие мембраны носят название гранулярных, в отличие от гладких — агранулярных. Физиологическое значение ЭПС: 1. По каналам сети осуществляется транспорт различных веществ ( в т. ч. и белки с рибосом ). 2. Ферменты содержащиеся внутри катализируют реакции синтеза многих соединений (жиров и углеводов) 3. Осуществляет внутриклеточную компартментализацию , и тем самым предупреждают случайные взаимодействия веществ.

АППАРАТ ГОЛЬДЖИ Стопки цистерн, окруженных мембранами. Кроме цистерн имеется ряд сферических пузырьков. Цистерны (уплощенные мешочки, окруженные мембранами) получили название диктиосом. Аппарат Гольджи имеет два конца, два полюса: на одном полюсе, формирующем, образуются новые цистерны, на втором полюсе, секретирующем, происходит образование пузырьков. Расстояние между отдельными цистернами постоянно (20— 25 нм). Основные функции участие в формировании плазмалеммы и клеточной оболочки. может служить для удаления некоторых веществ, выработанных клеткой.

органеллы диаметром около органеллы, размером от 0, 2 до 2 мкм — окружены мембраной, 1, 5 мкм, отделены от возникшей из мембран ЭПР или цитоплазмы одной мембраной. аппарата Гольджи. Содержит большое количество Один из признаков лизосом — наличие ферментов, катализирующих в них ряда ферментов (кислых гидролаз, способных расщеплять окислительно- белки, углеводы, липиды и НК. восстановительные реакции. Для лизосом характерна кислая Функции : реакция внутренней среды. Обычно окисление жирных кислот p. H в лизосомах составляет около фотодыхание 4, 5 -5. Функции лизосом разрушение токсичных переваривание захваченных соединений клеткой при эндоцитозе веществ пероксидаза содержащаяся в или частиц (бактерий, других пероксисомах разрушает клеток) перекиси аутофагия— уничтожение ненужных клетке структур

МИТОХОНДРИИ Двумембранные гранулярные или нитевидные органеллы толщиной около 0, 5 мкм. Характерны для большинства эукариотических клеток. «Силовые» станции клетки, в них локализована большая часть реакций дыхания (аэробная фаза). В митохондриях происходит аккумуляция энергии дыхания в АТФ.

Имеют удлиненную палочковидную форму длиной 4— 7 мкм и диаметром 0, 5— 2 мкм. Окружены двойной мембраной. Толщина мембран составляет 6— 10 нм. Между мембранами — перимитохондриальное пространство, равное 10 нм. Внутреннее пространство митохондрий заполняет матрикс в виде студнеобразной полужидкой массы. В матриксе сосредоточены ферменты цикла Кребса. Внутренняя мембрана дает выросты — кристы, перегораживающие все внутреннее пространство митохондрий на отдельные отсеки.

ЯДРО Форма и размер ядра растительной клетки значительно варьируют в зависимости от типа клетки. Форма: сферическая (диаметр до 10 нм) удлиненная лопастная

Наружняя ядерная мембрана Плотность цитозоль ядерных пор : 6 -25 на 1 мкм 2 Поровый комплекс: глубина 120 нм ядро диаметр 50 нм Центральный транспортер «штепсель» Внутренняя ядерная мембрана

ПЛАСТИДЫ Пластиды — органоиды покрыты двойной мембраной и имеют в своём составе множество копий кольцевой ДНК. По окраске и выполняемой функции выделяют три основных типа пластид: Лейкопласты— неокрашенные пластиды, как правило выполняют запасающую функцию. В лейкопластах клубней картофеля накапливается крахмал. Лейкопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты. Хромопласты— пластиды, окрашенные в жёлтый, красный, зеленый или оранжевый цвет. Окраска хромопластов связана с накоплением в них каротиноидов Хромопласты определяют окраску осенних листьев, лепестков цветов, корнеплодов, созревших плодов. Хлоропласты— пластиды, несущие фотосинтезирующие пигменты — хлорофиллы. Имеют зелёную окраску у высших растений, харовых и зелёных водорослей.

У зеленых водорослей может быть по одному хлоропласту на клетку. Обычно на клетку высших растений приходится в среднем 10 -30 хлоропластов. Встречаются клетки с огромным количеством хлоропластов. Например, в гигантских клетках палисадной ткани махорки обнаружено около 1000 хлоропластов. Размеры хлоропластов:

РАЗВИТИЕ ПЛАСТИД У высших растений возникновение и развитие хлоропластов происходят через изменения пропластид. Пропластиды – мелкие (0, 4 -1 мкм) двумембранные пузырьки, не имеющие отличительных черт их внутреннего строения. Они отличаются от вакуолей цитоплазмы более плотным содержимым и наличием двух отграничивающих мембран, внешней и внутренней. Внутренняя мембрана может давать небольшие складки или образовывать мелкие вакуоли. Чаще всего встречаются в делящихся тканях растений (клетки меристемы корня, листьев, в точки роста стеблей и др. ). Увеличение числа происходит путем деления или почкования, отделения от тела пропластиды мелких двумембранных пузырьков.

Ультраструктура хлоропласта: 1. наружняя мембрана (7 мкм) 6. мембрана тилакоида 2. межмембранное пространство (20 - 7. грана (стопка тилакоидов) 30 нм) 8. ламела 3. внутренняя мембрана 9. зерно крахмала 4. строма (жидкость) 10. рибосома 5. тилакоид с просветом (люменом) 11. пластидная ДНК внутри 12. капля жира

В тилакоидах происходят светозависимые реакции фотосинтеза. В строме содержатся хлоропластные молекулы РНК, пластидная ДНК, рибосомы, крахмальные зёрна, а также ферменты цикла Кальвина.

ФОТОСИНТЕЗ. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ УЧЕНИЯ О ФОТОСИНТЕЗЕ Английский ботаник и химик С. Гейлс в своей книге «Статика растений» (1727) высказал предположение, что растения значительную часть «пищи» получают из воздуха. Дж. Пристли (1771) обнаружил, что растения мяты, помещенные под стеклянный колпак, «исправляют» в нем воздух, «испорченный» горением свечи или дыханием мыши. Ингенгауз (1779 ) выяснил, что зеленое растение «очищает» воздух только на солнечном свету. Сенебье (1782) окончательно установил, что днем при солнечном свете зеленые растения

Впоследствии этот процесс, который может совершаться только на свету и только в зеленых частях растения, был назван фотосинтезом. Фотосинтез — это процесс трансформации поглощенной организмом энергии света в химическую энергию органических соединений. Фотосинтез осуществляют: высшие растения водоросли бактерии Он играет определяющую роль в энергетике биосферы.