Hvad består den cellulære struktur af? Strukturen af ​​en menneskelig celle

Kemisk sammensætning af levende organismer

Den kemiske sammensætning af levende organismer kan udtrykkes i to former: atomær og molekylær. Atomsammensætning (grundstofsammensætning) viser forholdet mellem atomer af grundstoffer inkluderet i levende organismer. Molekylær (materiale) sammensætning afspejler forholdet mellem molekyler af stoffer.

Kemiske grundstoffer er en del af celler i form af ioner og molekyler af uorganiske og organiske stoffer. De vigtigste uorganiske stoffer i cellen er vand og mineralsalte, de vigtigste organiske stoffer er kulhydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer.

Vand er den overvejende bestanddel af alle levende organismer. Det gennemsnitlige vandindhold i cellerne i de fleste levende organismer er omkring 70%.

Mineralsalte i en vandig celleopløsning dissocieres i kationer og anioner. De vigtigste kationer er K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anioner er Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.

Kulhydrater - organiske forbindelser bestående af et eller flere molekyler af simple sukkerarter. Kulhydratindholdet i dyreceller er 1-5 %, og i nogle planteceller når det op på 70 %.

Lipider - fedtstoffer og fedtlignende organiske forbindelser, praktisk talt uopløselige i vand. Deres indhold i forskellige celler varierer meget: fra 2-3 til 50-90% i cellerne i plantefrø og fedtvæv fra dyr.

Egern er biologiske heteropolymerer, hvis monomerer er aminosyrer. Kun 20 aminosyrer er involveret i dannelsen af ​​proteiner. De kaldes fundamentale eller grundlæggende. Nogle af aminosyrerne syntetiseres ikke i dyr og mennesker og skal tilføres fra planteføde (de kaldes essentielle).

Nukleinsyrer. Der er to typer nukleinsyrer: DNA og RNA. Nukleinsyrer er polymerer, hvis monomerer er nukleotider.

Cellestruktur

Fremkomsten af ​​celleteori

• Robert Hooke opdagede celler i en sektion af kork i 1665 og brugte først udtrykket "celle".
• Anthony van Leeuwenhoek opdagede encellede organismer.
• Matthias Schleiden i 1838 og Thomas Schwann i 1839 formulerede de grundlæggende principper for celleteori. Men de troede fejlagtigt, at celler opstår fra et primært ikke-cellulært stof.
• Rudolf Virchow beviste i 1858, at alle celler er dannet ud fra andre celler gennem celledeling.

Grundlæggende principper for celleteori

1. Cellen er den strukturelle enhed af alle levende ting. Alle levende organismer består af celler (med undtagelse af vira).
2. Cellen er den funktionelle enhed af alle levende ting. Cellen udviser hele komplekset af vitale funktioner.
3. Cellen er udviklingsenheden for alle levende ting. Nye celler dannes kun som et resultat af deling af den oprindelige (moder) celle.
4. Cellen er den genetiske enhed af alle levende ting. En celles kromosomer indeholder information om hele organismens udvikling.
5. Cellerne i alle organismer er ens i kemisk sammensætning, struktur og funktioner.

Typer af cellulær organisation

Blandt levende organismer er det kun vira, der ikke har en cellulær struktur. Alle andre organismer er repræsenteret af cellulære livsformer. Der er to typer cellulær organisation: prokaryot og eukaryot. Prokaryoter inkluderer bakterier, eukaryoter inkluderer planter, svampe og dyr.

Prokaryote celler er relativt simple. De har ikke en kerne, området hvor DNA er placeret i cytoplasmaet kaldes en nukleoid, det eneste DNA-molekyle er cirkulært og ikke forbundet med proteiner, cellerne er mindre end eukaryote, cellevæggen indeholder et glycopeptid - murein, der er ingen membranorganeller, deres funktioner udføres af invaginationer af plasmamembranen, ribosomer er små, Der er ingen mikrotubuli, så cytoplasmaet er ubevægeligt, og cilia og flageller har en særlig struktur.

Eukaryote celler har en kerne, hvori kromosomerne er placeret - lineære DNA-molekyler forbundet med proteiner; forskellige membranorganeller er placeret i cytoplasmaet.

Planteceller er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​en tyk cellulosecellevæg, plastider og en stor central vakuole, der forskyder kernen til periferien. Cellecentret af højere planter indeholder ikke centrioler. Opbevaringskulhydratet er stivelse.

Svampeceller har en cellevæg indeholdende kitin, en central vakuole i cytoplasmaet og ingen plastider. Kun nogle svampe har en centriole i cellecentret. Det vigtigste reservekulhydrat er glykogen.

Dyreceller har som regel en tynd cellevæg, indeholder ikke plastider og en central vakuole; cellecentret er karakteriseret ved en centriole. Opbevaringskulhydratet er glykogen.

Struktur af en eukaryot celle

En typisk eukaryot celle har tre komponenter: membranen, cytoplasmaet og kernen.

Celle membran

Udenfor er cellen omgivet af en membran, hvis basis er plasmamembranen, eller plasmalemma, som har en typisk struktur og tykkelse på 7,5 nm.

Cellemembranen udfører vigtige og meget forskelligartede funktioner: bestemmer og vedligeholder cellens form; beskytter cellen mod de mekaniske virkninger af penetration af skadelige biologiske midler; udfører modtagelsen af ​​mange molekylære signaler (for eksempel hormoner); begrænser det indre indhold af cellen; regulerer metabolismen mellem cellen og miljøet, hvilket sikrer konstanten af ​​den intracellulære sammensætning; deltager i dannelsen af ​​intercellulære kontakter og forskellige slags specifikke fremspring af cytoplasmaet (microvilli, cilia, flagella).

Kulstofkomponenten i membranen af ​​dyreceller kaldes glycocalyx.

Udvekslingen af ​​stoffer mellem cellen og dens miljø sker konstant. Mekanismerne for transport af stoffer ind og ud af cellen afhænger af størrelsen af ​​de transporterede partikler. Små molekyler og ioner transporteres af cellen direkte over membranen i form af aktiv og passiv transport.

Afhængigt af typen og retningen skelnes endocytose og exocytose.

Absorption og frigivelse af faste og store partikler kaldes henholdsvis fagocytose og omvendt fagocytose; flydende eller opløste partikler kaldes pinocytose og omvendt pinocytose.

Cytoplasma

Cytoplasma er det indre indhold af cellen og består af hyaloplasma og forskellige intracellulære strukturer placeret i den.

Hyaloplasma (matrix) er en vandig opløsning af uorganiske og organiske stoffer, der kan ændre deres viskositet og er i konstant bevægelse. Evnen til at bevæge eller flyde cytoplasmaet kaldes cyklose.

Matrixen er et aktivt miljø, hvor mange fysiske og kemiske processer finder sted, og som forener alle cellens elementer i et enkelt system.

Cellens cytoplasmatiske strukturer er repræsenteret af indeslutninger og organeller. Indeslutninger er relativt ustabile og findes i visse typer celler på bestemte tidspunkter af livet, for eksempel som en forsyning af næringsstoffer (stivelseskorn, proteiner, glykogendråber) eller produkter, der skal frigives fra cellen. Organeller er permanente og essentielle komponenter i de fleste celler, som har en specifik struktur og udfører en vital funktion.

Membranorganellerne i en eukaryot celle omfatter det endoplasmatiske reticulum, Golgi-apparatet, mitokondrier, lysosomer og plastider.

Endoplasmatisk retikulum. Hele cytoplasmaets indre zone er fyldt med adskillige små kanaler og hulrum, hvis vægge er membraner, der ligner plasmamembranens struktur. Disse kanaler forgrener sig, forbinder med hinanden og danner et netværk kaldet det endoplasmatiske retikulum.

Det endoplasmatiske retikulum er heterogent i sin struktur. Der er to kendte typer af det: granulært og glat. På membranerne i det granulære netværks kanaler og hulrum er der mange små runde legemer - ribosomer, som giver membranerne et groft udseende. Membranerne i det glatte endoplasmatiske retikulum bærer ikke ribosomer på deres overflade.

Det endoplasmatiske retikulum udfører mange forskellige funktioner. Hovedfunktionen af ​​det granulære endoplasmatiske retikulum er deltagelse i proteinsyntese, som forekommer i ribosomer.

Syntesen af ​​lipider og kulhydrater sker på membranerne i det glatte endoplasmatiske retikulum. Alle disse synteseprodukter akkumuleres i kanaler og hulrum og transporteres derefter til forskellige organeller i cellen, hvor de forbruges eller akkumuleres i cytoplasmaet som cellulære indeslutninger. Det endoplasmatiske retikulum forbinder cellens hovedorganeller.

Golgi apparat

I mange dyreceller, såsom nerveceller, tager det form af et komplekst netværk placeret omkring kernen. I cellerne i planter og protozoer er Golgi-apparatet repræsenteret af individuelle segl- eller stavformede legemer. Strukturen af ​​denne organel er ens i cellerne i plante- og dyreorganismer, på trods af mangfoldigheden af ​​dens form.

Golgi-apparatet omfatter: hulrum afgrænset af membraner og placeret i grupper (5-10); store og små bobler placeret i enderne af hulrummene. Alle disse elementer danner et enkelt kompleks.

Golgi-apparatet udfører mange vigtige funktioner. Produkterne af cellens syntetiske aktivitet - proteiner, kulhydrater og fedtstoffer - transporteres til den gennem kanalerne i det endoplasmatiske retikulum. Alle disse stoffer akkumuleres først og kommer derefter i form af store og små bobler ind i cytoplasmaet og bruges enten i selve cellen i løbet af dens levetid eller fjernes fra den og bruges i kroppen. For eksempel syntetiseres fordøjelsesenzymer i cellerne i pattedyrets bugspytkirtel, som akkumuleres i organellens hulrum. Derefter dannes bobler fyldt med enzymer. De udskilles fra cellerne ind i bugspytkirtelkanalen, hvorfra de strømmer ind i tarmhulen. En anden vigtig funktion af denne organel er, at der på dens membraner sker syntesen af ​​fedtstoffer og kulhydrater (polysaccharider), som bruges i cellen, og som er en del af membranerne. Takket være aktiviteten af ​​Golgi-apparatet sker fornyelse og vækst af plasmamembranen.

Mitokondrier

Cytoplasmaet i de fleste dyre- og planteceller indeholder små legemer (0,2-7 mikron) - mitokondrier (græsk "mitos" - tråd, "kondrion" - korn, granulat).

Mitokondrier er tydeligt synlige i et lysmikroskop, hvormed du kan undersøge deres form, placering og tælle deres antal. Den indre struktur af mitokondrier blev undersøgt ved hjælp af et elektronmikroskop. Mitokondrieskallen består af to membraner - ydre og indre. Den ydre membran er glat, den danner ingen folder eller udvækster. Den indre membran danner tværtimod adskillige folder, der er rettet ind i mitokondrielle hulrum. Folderne i den indre membran kaldes cristae (latin "crista" - højderyg, udvækst) Antallet af cristae varierer i mitokondrierne i forskellige celler. Der kan være fra flere tiere til flere hundrede af dem, med især mange cristae i mitokondrierne af aktivt fungerende celler, såsom muskelceller.

Mitokondrier kaldes cellernes "kraftværker", fordi deres hovedfunktion er syntesen af ​​adenosintriphosphorsyre (ATP). Denne syre syntetiseres i mitokondrierne i celler fra alle organismer og er en universel energikilde, der er nødvendig for cellens og hele organismens vitale processer.

Nye mitokondrier dannes ved delingen af ​​mitokondrier, der allerede findes i cellen.

Lysosomer

De er små runde kroppe. Hvert lysosom er adskilt fra cytoplasmaet af en membran. Inde i lysosomet er der enzymer, der nedbryder proteiner, fedtstoffer, kulhydrater og nukleinsyrer.

Lysosomer nærmer sig en fødepartikel, der er kommet ind i cytoplasmaet, smelter sammen med den, og der dannes en fordøjelsesvakuole, indeni hvilken der er en fødepartikel omgivet af lysosomenzymer. Stoffer dannet som følge af fordøjelsen af ​​madpartikler kommer ind i cytoplasmaet og bruges af cellen.

Lysosomer har evnen til aktivt at fordøje næringsstoffer og deltager i fjernelse af celledele, hele celler og organer, der dør under vital aktivitet. Dannelsen af ​​nye lysosomer sker konstant i cellen. Enzymer indeholdt i lysosomer, som alle andre proteiner, syntetiseres på ribosomer i cytoplasmaet. Disse enzymer rejser derefter gennem det endoplasmatiske reticulum til Golgi-apparatet, i hvis hulrum lysosomer dannes. I denne form kommer lysosomer ind i cytoplasmaet.

Plastider

Plastider findes i cytoplasmaet i alle planteceller. Der er ingen plastider i dyreceller. Der er tre hovedtyper af plastider: grønne - kloroplaster; rød, orange og gul - kromoplaster; farveløs - leukoplaster.

Organeller, der ikke har en membranstruktur, er også nødvendige for de fleste celler. Disse omfatter ribosomer, mikrofilamenter, mikrotubuli og cellecentret.

Ribosomer. Ribosomer findes i cellerne i alle organismer. Det er mikroskopiske runde legemer med en diameter på 15-20 nm. Hvert ribosom består af to partikler af forskellig størrelse, små og store.

En celle indeholder mange tusinde ribosomer, de er placeret enten på membranerne af det granulære endoplasmatiske reticulum eller ligger frit i cytoplasmaet. Ribosomer indeholder proteiner og RNA. Ribosomernes funktion er proteinsyntese. Proteinsyntese er en kompleks proces, der ikke udføres af et ribosom, men af ​​en hel gruppe, inklusive op til flere dusin forenede ribosomer. Denne gruppe af ribosomer kaldes et polysom. Syntetiserede proteiner akkumuleres først i kanalerne og hulrummene i det endoplasmatiske retikulum og transporteres derefter til organeller og cellesteder, hvor de forbruges. Det endoplasmatiske retikulum og ribosomer placeret på dets membraner repræsenterer et enkelt apparat til biosyntese og transport af proteiner.

Mikrotubuli og mikrofilamenter

Trådlignende strukturer bestående af forskellige kontraktile proteiner og bestemmer cellens motoriske funktioner. Mikrotubuli ligner hule cylindre, hvis vægge består af proteiner - tubuliner. Mikrofilamenter er meget tynde, lange, trådlignende strukturer sammensat af actin og myosin.

Mikrotubuli og mikrofilamenter gennemtrænger hele cellens cytoplasma og danner dens cytoskelet, hvilket forårsager cyklose, intracellulære bevægelser af organeller, divergens af kromosomer under delingen af ​​nukleart materiale osv.

Cellulært center (centrosom). I dyreceller, nær kernen, er der en organel kaldet cellecentret. Hoveddelen af ​​cellecentret består af to små legemer - centrioler, placeret i et lille område med fortættet cytoplasma. Hver centriole har form som en cylinder op til 1 µm lang. Centrioler spiller en vigtig rolle i celledeling; de deltager i dannelsen af ​​delingsspindlen.

I evolutionsprocessen tilpasser forskellige celler sig til at leve under forskellige forhold og udføre specifikke funktioner. Dette krævede tilstedeværelsen af ​​specielle organeller i dem, som kaldes specialiserede i modsætning til de generelle formål organoider diskuteret ovenfor. Disse omfatter kontraktile vakuoler af protozoer, muskelfiber myofibriller, neurofibriller og synaptiske vesikler af nerveceller, mikrovilli af epitelceller, cilia og flageller af nogle protozoer.

Kerne

Kernen er den vigtigste komponent i eukaryote celler. De fleste celler har én kerne, men flerkernede celler findes også (i en række protozoer, i skeletmusklerne hos hvirveldyr). Nogle højt specialiserede celler mister deres kerner (røde blodlegemer fra pattedyr, for eksempel).

Kernen har som regel en sfærisk eller oval form, mindre ofte kan den være segmenteret eller fusiform. Kernen består af en kernekappe og karyoplasma indeholdende kromatin (kromosomer) og nukleoler.

Kernekappen er dannet af to membraner (ydre og indre) og indeholder adskillige porer, hvorigennem forskellige stoffer udveksles mellem kernen og cytoplasmaet.

Karyoplasma (nukleoplasma) er en gelélignende opløsning, der indeholder forskellige proteiner, nukleotider, ioner samt kromosomer og nukleolus.

Nucleolus er en lille rund krop, intenst farvet og findes i kernerne af ikke-delende celler. Nukleolus funktion er syntesen af ​​rRNA og dets forbindelse med proteiner, dvs. samling af ribosomale underenheder.

Kromatin er klumper, granulat og trådformede strukturer dannet af DNA-molekyler i kompleks med proteiner, der er specifikt farvet med visse farvestoffer. Forskellige sektioner af DNA-molekyler i kromatin har forskellige grader af spiralisering og adskiller sig derfor i farveintensitet og arten af ​​genetisk aktivitet. Kromatin er en form for eksistens af genetisk materiale i ikke-delende celler og giver mulighed for at fordoble og implementere informationen indeholdt i det. Under celledeling danner DNA-spiraler og kromatinstrukturer kromosomer.

Kromosomer er tætte, intenst farvede strukturer, der er enheder for morfologisk organisering af genetisk materiale og sikrer dets præcise fordeling under celledeling.

Antallet af kromosomer i cellerne i hver biologisk art er konstant. Normalt i kernerne af kropsceller (somatiske) er kromosomer præsenteret i par; i kønsceller er de ikke i par. Et enkelt sæt kromosomer i kønsceller kaldes haploide (n), mens et sæt kromosomer i somatiske celler kaldes diploide (2n). Kromosomer af forskellige organismer varierer i størrelse og form.

Et diploid sæt kromosomer af celler af en bestemt type levende organisme, karakteriseret ved antallet, størrelsen og formen af ​​kromosomer, kaldes en karyotype. I kromosomsættet af somatiske celler kaldes parrede kromosomer homologe, kromosomer fra forskellige par kaldes ikke-homologe. Homologe kromosomer er identiske i størrelse, form og sammensætning (den ene er nedarvet fra den moderlige organisme, den anden fra den faderlige organisme). Kromosomer som en del af en karyotype er også opdelt i autosomer eller ikke-kønskromosomer, som er ens hos mandlige og kvindelige individer, og heterokromosomer eller kønskromosomer, som er involveret i kønsbestemmelse og er forskellige hos mænd og kvinder. Den menneskelige karyotype er repræsenteret af 46 kromosomer (23 par): 44 autosomer og 2 kønskromosomer (hun har to identiske X-kromosomer, mænd har X- og Y-kromosomer).

Kernen lagrer og implementerer genetisk information, styrer processen med proteinbiosyntese og, gennem proteiner, alle andre livsprocesser. Kernen er involveret i replikation og distribution af arvelig information mellem datterceller og følgelig i reguleringen af ​​celledeling og udviklingsprocesser i kroppen.

En celle er et enkelt levende system, der består af to uløseligt forbundne dele - cytoplasmaet og kernen (farvetabel XII).

Cytoplasma- dette er det indre semi-flydende miljø, hvori kernen og alle cellens organeller er placeret. Den har en finkornet struktur, gennemtrængt af talrige tynde tråde. Den indeholder vand, opløste salte og organisk materiale. Cytoplasmaets hovedfunktion er at forene sig til én og sikre vekselvirkningen mellem kernen og alle cellens organeller.

Ydermembran omgiver cellen med en tynd film bestående af to lag protein, mellem hvilke der er et fedtlag. Den er gennemsyret af adskillige små porer, hvorigennem udvekslingen af ​​ioner og molekyler sker mellem cellen og miljøet. Membranens tykkelse er 7,5-10 nm, porediameteren er 0,8-1 nm. Hos planter dannes der en membran af fiber oven på den. Den ydre membrans hovedfunktioner er at begrænse cellens indre miljø, beskytte den mod skader, regulere strømmen af ​​ioner og molekyler, fjerne metaboliske produkter og syntetiserede stoffer (hemmeligheder), forbinde celler og væv (på grund af udvækster og folder). ). Den ydre membran sikrer penetration af store partikler ind i cellen ved fagocytose (se afsnittene i "Zoologi" - "Protozoer", i "Anatomi" - "Blod"). På lignende måde absorberer cellen dråber af væske - pinocytose (fra det græske "pino" - drik).

Endoplasmatisk retikulum(EPS) er et komplekst system af kanaler og hulrum bestående af membraner, der trænger igennem hele cytoplasmaet. Der er to typer EPS - granulær (ru) og glat. På membranerne i det granulære netværk er der mange små legemer - ribosomer; der er ingen i et glat netværk. EPS'ens hovedfunktion er deltagelse i syntese, akkumulering og transport af de vigtigste organiske stoffer produceret af cellen. Protein syntetiseres i granulær EPS, og kulhydrater og fedtstoffer syntetiseres i glat EPS.

Ribosomer- små legemer, 15-20 nm i diameter, bestående af to partikler. Der er hundredtusindvis af dem i hver celle. De fleste ribosomer er placeret på membranerne af granulær ER, og nogle er placeret i cytoplasmaet. De består af proteiner og r-RNA. Ribosomernes hovedfunktion er proteinsyntese.

Mitokondrier- det er små kroppe, 0,2-0,7 mikron i størrelse. Deres antal i en celle når flere tusinde. De ændrer ofte form, størrelse og placering i cytoplasmaet og flytter til deres mest aktive del. Det ydre dæksel af mitokondriet består af to tre-lags membraner. Den ydre membran er glat, den indre membran danner talrige udvækster, hvorpå respiratoriske enzymer er placeret. Mitokondriernes indre hulrum er fyldt med væske, som huser ribosomer, DNA og RNA. Nye mitokondrier dannes, når gamle deler sig. Mitokondriers hovedfunktion er ATP-syntese. De syntetiserer en lille mængde proteiner, DNA og RNA.

Plastider kun karakteristisk for planteceller. Der er tre typer plastider - kloroplaster, kromoplaster og leukoplaster. De er i stand til gensidig overgang til hinanden. Plastider formerer sig ved fission.

Kloroplaster(60) er grønne i farven og ovale i form. Deres størrelse er 4-6 mikron. Fra overfladen er hver kloroplast afgrænset af to trelagsmembraner - ydre og indre. Indeni er den fyldt med væske, hvori der er flere dusin specielle, indbyrdes forbundne cylindriske strukturer - grana, såvel som ribosomer, DNA og RNA. Hver grana består af flere dusin flade membransække, der er overlejret på hinanden. I tværsnit har den en afrundet form, dens diameter er 1 mikron. Alt klorofyl er koncentreret i granaerne; fotosynteseprocessen finder sted i dem. De resulterende kulhydrater akkumuleres først i kloroplasten, kommer derefter ind i cytoplasmaet og derfra ind i andre dele af planten.

Kromoplaster bestemme de røde, orange og gule farver på blomster, frugter og efterårsblade. De har form af mangefacetterede krystaller placeret i cellens cytoplasma.

Leukoplaster farveløs. De findes i ufarvede dele af planter (stængler, knolde, rødder) og har en rund eller stavformet form (5-6 mikron i størrelse). Der aflejres reservestoffer i dem.

Cellecenter findes i cellerne hos dyr og lavere planter. Den består af to små cylindre - centrioler (ca. 1 μm i diameter), placeret vinkelret på hinanden. Deres vægge består af korte rør, hulrummet er fyldt med et halvflydende stof. Deres hovedrolle er dannelsen af ​​en spindel og ensartet fordeling af kromosomer blandt datterceller.

Golgi kompleks blev opkaldt efter den italienske videnskabsmand, der først opdagede det i nerveceller. Den har en varieret form og består af hulrum afgrænset af membraner, rør, der strækker sig fra dem, og vesikler placeret i deres ender. Hovedfunktionen er akkumulering og udskillelse af organiske stoffer syntetiseret i det endoplasmatiske retikulum, dannelsen af ​​lysosomer.

Lysosomer- runde kroppe med en diameter på ca. 1 mikron. På overfladen er lysosomet afgrænset af en tre-lags membran; inde i den er der et kompleks af enzymer, der er i stand til at nedbryde kulhydrater, fedtstoffer og proteiner. Der er flere dusin lysosomer i en celle. Nye lysosomer dannes i Golgi-komplekset. Deres hovedfunktion er at fordøje mad, der er kommet ind i cellen ved fagocytose og fjerne døde organeller.

Bevægelsesorganer- flageller og cilia - er celleudvækster og har samme struktur hos dyr og planter (deres fælles oprindelse). Bevægelsen af ​​flercellede dyr sikres ved muskelsammentrækninger. Den vigtigste strukturelle enhed af en muskelcelle er myofibriller - tynde filamenter mere end 1 cm lange, 1 mikron i diameter, placeret i bundter langs muskelfiberen.

Cellulære indeslutninger- kulhydrater, fedtstoffer og proteiner - hører til cellens ikke-permanente komponenter. De syntetiseres periodisk, akkumuleres i cytoplasmaet som reservestoffer og bruges i processen med kroppens vitale aktivitet.

Kulhydrater er koncentreret i stivelseskorn (i planter) og glykogen (i dyr). Der er mange af dem i leverceller, kartoffelknolde og andre organer. Fedt akkumuleres i form af dråber i plantefrø, subkutant væv, bindevæv osv. Proteiner aflejres i form af korn i dyreæg, plantefrø og andre organer.

Kerne- en af ​​cellens vigtigste organeller. Det er adskilt fra cytoplasmaet af en nuklear kappe bestående af to trelagsmembraner, mellem hvilke der er en smal strimmel af halvflydende stof. Gennem kernemembranens porer udveksles stoffer mellem kernen og cytoplasmaet. Kernens hulrum er fyldt med kernejuice. Den indeholder en nukleolus (en eller flere), kromosomer, DNA, RNA, proteiner og kulhydrater. Nukleolus er et rundt legeme, der varierer i størrelse fra 1 til 10 mikrometer eller mere; det syntetiserer RNA. Kromosomer er kun synlige i delende celler. I interfase-kernen (ikke-delende) er de til stede i form af tynde lange strenge af kromatin (DNA-proteinforbindelser). De indeholder arvelige oplysninger. Antallet og formen af ​​kromosomer i hver dyre- og planteart er strengt defineret. Somatiske celler, som udgør alle organer og væv, indeholder et diploid (dobbelt) sæt kromosomer (2 n); kønsceller (gameter) - haploid (enkelt) sæt af kromosomer (n). Et diploid sæt kromosomer i kernen af ​​en somatisk celle er skabt ud fra parrede (identiske) homologe kromosomer. Kromosomer af forskellige par (ikke-homolog) adskiller sig fra hinanden i form, placering centromerer Og sekundære indsnævringer.

Prokaryoter- det er organismer med små, primitivt arrangerede celler, uden en klart defineret kerne. Disse omfatter blågrønne alger, bakterier, fager og vira. Vira er DNA- eller RNA-molekyler belagt med en proteinkappe. De er så små, at de kun kan ses med et elektronmikroskop. De mangler cytoplasma, mitokondrier og ribosomer, så de er ikke i stand til at syntetisere det protein og den energi, der er nødvendig for deres liv. Når de først er i en levende celle og bruger fremmede organiske stoffer og energi, udvikler de sig normalt.

Eukaryoter- organismer med større typiske celler, der indeholder alle de vigtigste organeller: kerne, endoplasmatisk retikulum, mitokondrier, ribosomer, Golgi-kompleks, lysosomer og andre. Eukaryoter omfatter alle andre plante- og dyreorganismer. Deres celler har en lignende type struktur, som overbevisende beviser enhed af deres oprindelse.

Cellerne i vores krop er forskellige i struktur og funktion. Celler af blod, knogler, nervevæv, muskelvæv og andet væv adskiller sig meget eksternt og internt. Men næsten alle af dem har fælles træk, der er karakteristiske for dyreceller.

Membranorganisation af cellen

Strukturen af ​​en menneskelig celle er baseret på en membran. Den danner ligesom en konstruktør cellens membranorganeller og kernehylsteret og begrænser også hele cellens volumen.

Membranen er konstrueret af et dobbeltlag af lipider. På ydersiden af ​​cellen er proteinmolekyler arrangeret i et mosaikmønster på lipider.

Selektiv permeabilitet er membranens hovedegenskab. Det betyder, at nogle stoffer føres gennem membranen, mens andre ikke gør det.

Ris. 1. Skema over strukturen af ​​den cytoplasmatiske membran.

Funktioner af den cytoplasmatiske membran:

• beskyttende;
• regulering af stofskiftet mellem cellen og det ydre miljø;
• bevare celleformen.

Cytoplasma

Cytoplasma er cellens flydende miljø. Organeller og indeslutninger er placeret i cytoplasmaet.

TOP 4 artiklerder læser med her

Cytoplasmaets funktioner:

• vandreservoir til kemiske reaktioner;
• forbinder alle dele af cellen og sikrer interaktion mellem dem.

Ris. 2. Skema over strukturen af ​​en menneskelig celle.

Organoider

• Endoplasmatisk retikulum (ER)

Et system af kanaler, der penetrerer cytoplasmaet. Deltager i metabolismen af ​​proteiner og lipider.

• Golgi apparat

Placeret omkring kernen ligner det flade tanke. Funktion: overførsel, sortering og akkumulering af proteiner, lipider og polysaccharider, samt dannelse af lysosomer.

• Lysosomer

De ligner bobler. De indeholder fordøjelsesenzymer og udfører beskyttende og fordøjelsesfunktioner.

• Mitokondrier

De syntetiserer ATP, et stof, der er en energikilde.

• Ribosomer

Udfør proteinsyntese.

• Kerne

Hovedkomponenter:

• nuklear membran;
• nukleolus;
• karyoplasma;
• kromosomer.

Kernemembranen adskiller kernen fra cytoplasmaet. Nuklear juice (karyoplasma) er det flydende indre miljø i kernen.

Antallet af kromosomer angiver ikke på nogen måde artens organisationsniveau. Således har mennesker 46 kromosomer, chimpanser har 48, hunde har 78, kalkuner har 82, kaniner har 44, katte har 38.

Kernefunktioner:

• bevarelse af arvelig information om cellen;
• overførsel af arvelig information til datterceller under deling;
• implementering af arvelig information gennem syntese af proteiner, der er karakteristiske for denne celle.

Organoider til særlige formål

Disse er organeller, der ikke er karakteristiske for alle menneskelige celler, men for celler af individuelle væv eller grupper af celler. For eksempel:

• flageller af mandlige kønsceller , sikring af deres bevægelse;
• muskelcellers myofibriller sikring af deres reduktion;
• neurofibriller af nerveceller - tråde, der sikrer overførsel af nerveimpulser;
• fotoreceptorer øjne osv.

Inklusioner

Inklusioner er forskellige stoffer, der er midlertidigt eller permanent til stede i cellen. Det her:

• pigment indeslutninger som giver farve (f.eks. er melanin et brunt pigment, der beskytter mod ultraviolette stråler);
• trofiske indeslutninger , som er en reserve af energi;
• sekretoriske indeslutninger placeret i kirtelceller;
• ekskretionsinklusioner , for eksempel sveddråber i svedkirtlernes celler.

Ris. 3. Celler af forskellige menneskelige væv.

Celler i menneskekroppen formerer sig ved deling.

Hvad har vi lært?

Strukturen og funktionerne af menneskelige celler ligner dem i dyreceller. De er bygget på et generelt princip og indeholder de samme komponenter. Strukturen af ​​celler i forskellige væv er meget unik. Nogle af dem har specielle organeller.

Test om emnet

Evaluering af rapporten

Gennemsnitlig vurdering: 4 . Samlede vurderinger modtaget: 671.

Historiske opdagelser

1609 - det første mikroskop blev lavet (G. Galileo)

1665 - den cellulære struktur af korkvæv blev opdaget (R. Hooke)

1674 - bakterier og protozoer opdaget (A. Leeuwenhoek)

1676 - plastider og kromatoforer er beskrevet (A. Leeuwenhoek)

1831 - cellekerne opdaget (R. Brown)

1839 - celleteori blev formuleret (T. Schwann, M. Schleiden)

1858 - udsagnet "Hver celle er fra en celle" blev formuleret (R. Virchow)

1873 - kromosomer opdaget (F. Schneider)

1892 - vira opdages (D. I. Ivanovsky)

1931 - et elektronmikroskop blev designet (E. Ruske, M. Knol)

1945 - endoplasmatisk retikulum opdaget (K. Porter)

1955 - ribosomer opdaget (J. Pallade)

1. Alle plante- og dyreorganismer består af celler
   
2. hver celle fungerer uafhængigt af de andre, men sammen med alle
3. Alle celler opstår fra strukturløst stof af ikke-levende stof.

1. cellulær organisation opstod ved livets begyndelse og gik gennem en lang evolutionær vej fra prokaryoter til eukaryoter, fra præcellulære organismer til enkelt- og flercellede organismer.
2. nye celler dannes ved deling fra allerede eksisterende
   
3. cellen er mikroskopiskdet levende system bestående af cytoplasma og kerne omgivet af en membran (med undtagelse af prokaryoter)
4. i cellen udføres:
   

• stofskifte - stofskifte;
• reversible fysiologiske processer - vejrtrækning, indtagelse og frigivelse af stoffer, irritabilitet, bevægelse;
• irreversible processer - vækst og udvikling.

Funktioner af strukturen af ​​prokaryote og eukaryote celler.