реферат. Реферат На тему Органеллы клетки, классификация, строение, функции
 Скачать 29.72 Kb.
|
|
Реферат На тему: Органеллы клетки, классификация, строение, функции. Выполнила работу: Галаева Марха группа 2105 Органеллы клетки, классификация, строение, функции. 1.Понятие об органеллы Органеллы — постоянно присутствующие и обязательные для всех клеток микроструктуры, выполняющие жизненно важные функции. Органеллы - части тела ("органы") одноклеточных организмов, выполняющие разнообразные жизненные функции; иногда термин "органеллы" употребляется как синоним органоидов. Клеточные структуры, ограниченные элементарными мембранами и выполняющие в клетке определенные функции, получили название органелл. Ядро, митохондрии, хлоропласты - это клеточные органеллы. 2.Классификации органоидов 1.Классификация органоидов по наличию мембраны: 1.Классификация органоидов по наличию мембраны: -мембранные (двумембранные: ядро, митохондрии, пластиды; одномембранные: эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли) -немембранные: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты 2.Классификация органоидов по функциональной специализации: - общего назначения (митохондрии, пластиды, аппарат Гольджи, лизосомы, эндоплазматическая сеть, рибосомы, клеточный центр) - специального назначения (реснички, жгутики, миофибриллы, нейрофибриллы, опорные нити) 3.Строение и функции общих органелл Эндоплазматическая сеть Эндоплазматическая сеть — это сложнейшая система полостей и каналов в цитоплазме эукариотических клеток. Особенно много таких каналов и полостей содержится в клетках, имеющих интенсивный обмен веществ. Эндоплазматическая сеть занимает от 30 до 50 процентов полости эукариотической клетки. Данная органелла бывает двух видов: агранулярная и гранулярная сеть. Эндоплазматическая сеть представляет собой сложную систему каналов и полостей в цитоплазме всех эукариотических клеток, ограниченных мембраной. Особенно много этих каналов в клетках с интенсивным обменом веществ. Объем эндоплазматической сети составляет в среднем от 30 до 50% всей клетки. Различают два вида эндоплазматической сети: гладкую и гранулярную (шероховатую). Одна из основных функций гладкой эндоплазматической сети — синтез липидов и углеводов. Особенно много мембран гладкой эндоплазматической сети в клетках сальных желез (при синтезе жиров), печени (при синтезе гликогена) и в клетках, богатых запасными веществами (семена растений). Основная функция гранулярной эндоплазматической сети — участие в синтезе белка, который осуществляется в рибосомах. Рибосомы располагаются на наружной поверхности мембранных полостей в виде гранул, придавая ей шероховатый вид. Отсюда и происходит ее название. Таким образом, эндоплазматическая сеть — общая внутриклеточная циркуляционная система, по каналам которой осуществляется транспорт веществ, и на мембранах этих каналов находятся многочисленные ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. Аппарат Гольджи Аппарат Гольджи - органелла встречающая, как в клетках растений, так и животных, и обычно состоит из совокупности чашеобразных отделов с мембраной, называемых цистернами, которые выглядят как стопка сдутых воздушных шаров. Однако у некоторых одноклеточных жгутиковых имеется 60 цистерн, формирующих аппарат Гольджи. Точно так же количество стопок комплекса Гольджи в клетке изменяется в зависимости от ее функций. Клетки животных, как правило, содержат от 10 до 20 стопок на одну клетку, объединенных в один комплекс трубчатыми соединениями между цистернами. Аппарат Гольджи обычно расположен близко к ядру клетки. Из-за относительно больших размеров комплекс Гольджи был одной из первых наблюдаемых органелл в клетках. В 1897 году итальянский врач по имени Камилло Гольджи, изучающий нервную систему, использовал новую технологию окрашивания, которую сам же разработал (и которая актуальна в наши дни). Благодаря новому методу, ученый смог разглядеть клеточную структуру и назвал ее внутренним ретикулярным аппаратом. Вскоре после того, как он публично объявил о своем открытии в 1898 году, структура была названа в его честь, становясь универсально известной как аппарат Гольджи. Тем не менее, многие ученые того времени не верили, что Гольджи наблюдал настоящую органеллу клетки, и списывали открытие ученного на визуальное искажение, вызванное окрашиванием. Изобретение электронного микроскопа в двадцатом веке окончательно подтвердило, что аппарат Гольджи является клеточной органеллой. Строение у большинства эукариот аппарат Гольджи формируется из стопок мешочков, состоящих из двух основных отделов: цис-отдела и транс-отдела. Цис-отдел представляет собой комплекс сплюснутых мембранных дисков, известных как цистерны, происходящие из везикулярных кластеров, которые устремляются из эндоплазматического ретикулума. Клетки млекопитающих обычно содержат от 40 до 100 стопок. Как правило, от в каждая стопка включает от 4 до 8 цистерн. Однако у некоторых протистов наблюдается около 60 цистерн. Этот набор цистерн разбит на цис, медиальные и транс-отделы. Транс-отдел представляет собой конечную цистернальную структуру, из которой белки упаковываются в везикулы, предназначенные для лизосом, секреторных везикул или клеточной поверхности. Функции Аппарат: -накопление, упаковка и выделение продуктов внутриклеточного синтеза, продукты метаболизма, токсинов -обновление мембран -производство лизосом -в растительной клетке – строительство клеточной стенки, синтез липидов и углеводов Лизосомы Лизосомы («лизис» — расщепление, «сома» — тело) — это органеллы эукариотических клеток. По строению представляют собой мембранные мешочки (визикулы, пузырьки), содержащие множество ферментов, расщепляющих сложные органические вещества. Основными функциями лизосом являются клеточное пищеварение, уничтожение ненужных клетке органоидов, саморазрушение клетки, секреция веществ за пределы клетки. При этом различают различные типы лизосом. В животных клетках обычно содержится много мелких лизосом, их количество зависит от функциональных особенностей клетки. В клетках растений лизосомы образуются редко, обычно их функции выполняет крупная центральная вакуоль. Ферменты (как известно, имеющие в основном белковую природу) лизосом синтезируются рибосомами, расположенными на шероховатой эндоплазматической сети. Далее по каналам сети они транспортируются в направлении комплекса Гольджи. От ЭПС отрываются транспортные пузырьки, которые впоследствии сливаются с аппаратом Гольджи. Здесь белки соединяются с другими веществами, принимают свою функциональную форму, упаковываются. На выходе из Гольджи образуются готовые лизосомы. Внутренняя среда лизосом является неоднородной и более кислой (ее pH ниже), чем среда цитоплазмы. Это достигается за счет активного транспорта ионов водорода (Н+) лизосомной мембраной. Только в кислой среде гидролитические ферменты (липазы, протеазы, фосфатазы, нуклеазы) могут быть активны и расщеплять белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Функции лизосом: -внутриклеточное пищеварение (осуществляют гидролитическое расщепление белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов) -самопереваривание отмирающих клеток (лизис) -уничтожение поврежденных органоидов клетки Митохондрии Митохондрии (от гр. mitos — «нить», chondrion — «зернышко, крупинка») — это постоянные мембранные органеллы округлой или палочковидной (нередко ветвящейся) формы. Толщин — 0,5 мкм, длина — 5—7 мкм. Количество митохондрий в большинстве животных клеток — 150—1500; в женских яйцеклетках — до нескольких сотен тысяч, в сперматозоидах — одна спиральная митохонондрия, закрученная вокруг осевой части жгутика. Основные функции митохондрий: 1)играют роль энергетических станций клеткок. В иих протекают процессы окислительного фосфорилирования (ферментативного окисления различных веществ с последующим накоплением энергии в виде молекул аденозинтрифосфата —АТФ); 2)хранят наследственный материал в виде митохондриальной ДНК. Митохондрии для своей работы нуждаются в белкаx, закодированных в генах ядерной ДНК, так как собственная митохондриальная ДНК может обеспечить митохондрии лишь несколькими белками. Побочные функции — участие в синтезе стероидных гормонов, некоторых аминокислот (например, глютаминовой). Строение митохондрий Митохондрия имеет две мембраны: наружную (гладкую) и внутреннюю (образующую выросты — листовидные (кристы) и трубчатые (тубулы)). Мембраны различаются по химическому составу, набору ферментов и функциям. У митохондрий внутренним содержимым является матрике — коллоидное вещество, в котором с помощью электронного микроскопа были обнаружены зерна диаметром 20—30 нм (они накапливают ионы кальция и магния,запасы питательных веществ,например,гликогена). В матриксе размещается аппарат биосинтеза белка органеллы: 2-6 копий кольцевой ДНК, лишенной гистоновых белков (как у прокариот), рибосомы, набор т-РНК, ферменты редупликации, транскрипции, трансляции наследственной информации. Этот аппарат в целом очень похож на таковой у прокариот (по количеству, структуре и размерам рибосом, организации собственного наследственного аппарата и др.), что служит подтверждением симбиотической концепции происхождения эукариотической клетки. В осуществлении энергетической функции митохондрий активно участвуют как матрикс, так и поверхность внутренней мембраны, на которой расположена цепь переноса электронов (цитохромы) и АТФ-синтаза, катализирующая сопряженное с окислением фосфорилирование АДФ, что превращает его в АТФ. Митохондрии размножаются путем перешнуровки, поэтому при делении клеток они более или менее равномерно распределяются между дочерними клетками. Так, между митохондриями клеток последовательных генераций осуществляется преемственность. Таким образом, митохондриям свойственна относительная автономность внутри клетки (в отличие от других органоидов). Они возникают при делении материнских митохондрий, обладают собственной ДНК, которая отличается от ядерной системой синтеза белка и аккумулирования энергии. Рибосомы Рибосомы — это важнейшие компоненты клеток как прокариот, так и эукариот. Строение и функции рибосом связаны с синтезом белка в клетке, т. е. процессом трансляции. По химическому составу рибосомы представляют собой рибонуклеопротеиды, т. е. состоят из РНК и белков. В рибосомы входит только один тип РНК – рРНК (рибосомальная РНК). Однако существует 4 разновидности ее молекул. По строению рибосомы — это мелкие, округлой формы, немембранные органоиды клетки. Их количество в разных клетках варьирует от тысяч до нескольких миллионов. Рибосома — это не монолитная структура, она состоит из двух частиц, которые называют большой и малой субъединицами. В клетках эукариот большинство рибосом прикреплено к ЭПС, в результате чего последняя становится шероховатой. Большая часть рРНК, составляющая рибосомы, синтезируется в ядрышке. Ядрышко образуют определенные участки разных хромосом, содержащие множество копий генов, на которых синтезируется предшественник молекул рРНК. После синтеза предшественника он видоизменяется и распадается на три части — разные молекулы рРНК. Одна из четырех типов молекул рРНК синтезируется не в ядрышке, а в ядре на других участках хромосом. В ядре происходит сборка отдельных субъединиц рибосом, которые затем выходят в цитоплазму, где при синтезе белка объединяются. По строению обе субъединицы рибосом представляют собой молекулы рРНК, которые принимают определенные третичные структуры (сворачиваются) и инкрустируются десятками различных белков. При этом в состав большой субъединицы рибосом входит три молекулы рРНК (у прокариот — две), а в состав малой — только одна .Единственная функция рибосом — это обеспечение возможности протекания химических реакций при биосинтезе белка в клетке. Матричная РНК, транспортные РНК, множество белковых факторов в рибосоме занимают определенные положения, что дает возможность эффективно протекать химическим реакциям. Клеточный центр Состоит клеточный центр из двух центриолей: дочернего и материнского, расположенных перпендикулярно друг к другу и создающими диплосому. Только одна из центриолей, а именно материнская, имеет множество дополнительных образований. Одни из них это сатиллиты, их численность непостоянна, и они располагаются по всей длине центриоля. Материнский участок диплосомы является источником создания микротрубочек. Центриоли имеют форму цилиндра длиной 0,3мкм и диаметром 0,1мкм. Стенки центриолей состоят из девяти групп протеиновых микротрубочек. Окружены центриоли областью, более светлой цитоплазмы, (Эту светлую область и называют клеточным центром) от которой отходят микротрубочки, и образовывают центросферу, состоящую из углеводов, белков, и липидов. Функции: Центросома является главным центром создания и управления всеми микротрубочками клетки. Отвечает за следующие функции: 1.Образование внешних структур, так называемых жгутиков, характерных для клеток многих прокариот и эукариот, которые обеспечивают возможность перемещения в жидкой субстанции. 2. Образовывает реснички- волоскоподобные образования, которые покрывают поверхность эукариотических клеток и служат для них рецепторами. 3.Образовывает нити веретена деления в процессе непрямого деления клетки (митоз) и в ходе деления ядра эукариотических клеток с уменьшением численности хромосом наполовину. Вакуоли Для большинства зрелых клеток характерна центральная вакуоль. Вакуоли особенно хорошо заметны во многих зрелых клетках растений, т.к. они составляют более половины объёма клетки, при этом они могут сливаться в одну. При этом вакуоль настолько крупна, что занимает 70 - 90% объёма клетки, так, что протопласт (живое содержимое клетки) располагается в виде очень тонкого постенного слоя, выстилающего клеточную оболочку. Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках. Они представляют собой полости в клетке, заполненные обычно водянистым содержимым — клеточным соком. Клеточный сок представляет собой, как правило, водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта. Основной компонент — вода. В ней накапливаются многочисленные соединения — минеральные или органические. Реакция клеточного сока обычно слабокислая или нейтральная, реже щелочная (рН 3-5). Вещества, входящие в состав клеточного сока, разнообразны — это неорганических веществ (нитраты, фосфаты, хлориды и др.), углеводов (сахара и полисахариды), белки, органические кислоты и их соли, алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины, фитонциды и другие органические соединения, растворимые в воде. От цитоплазмы клеточный сок ограничен избирательно проницаемой вакуолярной мембраной — тонопластом (лат. tonus — напряжение; греч. платос — оформленный), выполняющим барьерную и транспортную функцию. Функции: -хранение различных веществ, в том числе и конечных продуктов обмена ( глюкоза, фруктоза, яблочная и лимонная кислота, некоторые пигменты) -поддержание осмотического давления в клетке -выполнения функций лизосом (иногда) Пластиды Пластиды являются органеллами, присущими исключительно растениям. В различных количествах они присутствуют в любой живой растительной клетке и в своей совокупности образуют пластидом клетки. Популяция пластид гетерогенна. Выделяют три основных типа пластид: хлоропласты (зеленые), хромопласты (различные пластиды от желтого до красного цветов) и лейкопласты (бесцветные). Всех их объединяет общее происхождение, наличие внутренних мембран, а также собственного генома и аппарата биосинтеза белка, что говорит о некоторой автономности этих органелл. Обычно в каждой клетке можно обнаружить только один тип пластид. Хлоропласты имеют наибольшее значение для растения. Они встречаются у большинства живых клеток зеленых органов растения и часто занимают большую часть объема протопласта. Форма хлоропластов чаще всего бывает линзовидной, хотя у водорослей (у них чаще всего присутствует всего один огромный хлоропласт, называемый хроматофором) она может быть очень разнообразной - чашеобразной, спиралевидной и др. Хлоропласты - очень крупные внутриклеточные структуры. Нередко их размер превышает размер ядра, но обычно ширина 2-4 мкм и длина - 5-10 мкм. Хроматофоры водорослей еще больше - до 50 мкм в длину. Численность хлоропластов в различных клетках очень варьирует - от 5-7 в клетках эпидермы тополя до 1000 в гигантских клетках мезофилла листьев махорки. Хлоропласты особенно многочисленны в тех клетках, которые хорошо освещены, клетки корня, как правило, не имеют этих пластид. Нет их и в выделительных клетках. Общая численность хлоропластов взрослого дерева может доходить до ста миллиардов. В клетке хлоропласт обычно располагается в пристеночной цитоплазме, причем их форма и численность может изменяться в ответ на действие некоторых факторов окружающей среды. Например, у растущих в тени растений хлоропласты становятся крупнее и богаче хлорофиллом. Положение этих органелл в клетке также непостоянно и зависит от интенсивности освещения. Хлоропласты во многом сходны с митохондриями (рис. 40). Они имеют оболочку, образованную двумя мембранами, между которыми находится межмембранное пространство шириной около 20 - 30 нм. Оболочка ограничивает содержимое хлоропласта, заполненное стромой (ее также называют матриксом). В отличие от митохондрий, хлоропласты имеют еще и третью мембранную систему - ламеллярную. Она происходит от внутренней мембраны оболочки, но связь ее с ламеллами у взрослого хлоропласта представляется спорной. Внутренние мембраны образуют мешочки двух типов. Одни из них имеют вид небольшого диска с межмембранным пространством около 20 - 30 нм. Такие диски называются тилакоидами. Они образуют стопки - граны, которые лежат очень тесно, но не сообщаются между собой. Количество тилакоидов в гране достигает нескольких десятков, поэтому граны можно различить даже под световым микроскопом. Другой тип мешочков называют ламеллами стромы, или межгранными тилакоидами. Они имеют гораздо большую длину и простираются от одной граны до другой. Наличие и количество тилакоидов свидетельствует об интенсивности фотосинтетических реакций, потому что именно в их мембранах находятся соединения, осуществляющие фотосинтез. Подобно митохондриям, хлоропласты имеют собственную ДНК, которая находится в строме и представляет собой кольцевую молекулу, а также рибосомы. Хлоропласты способны самостоятельно синтезировать около сотни белков, которые, в частности, входят в состав рибосом и мембран тилакоидов. Однако автономия далеко не полная и органеллы нуждаются в белках, синтез которых определяется геномом ядра. Полагают, что ни один из синтезированных в пластиде белков не покидает органелл. Хромопласты представляют собой видоизмененные хлоропласты. Сохраняя общий тип строения, хромопласты имеют ряд существенных отличий. Размеры у них меньше, отсутствует внутренняя мембранная система, поэтому нет и хлорофилла. Красный цвет обусловлен пигментами, которые относят к числу каротиноидов. Эти вещества могут находиться в строме хромопласта в двух состояниях. Поскольку каротиноиды принадлежат к числу жирорастворимых соединений, их можно обнаружить растворенными в каплях жира. Такие капли называются пластоглобулами. Они могут занимать значительный объем хлоропласта. Хромопласты легко обнаружить в клетках лепестков цветов (что придает цветам яркость и, несомненно, способствует привлечению насекомых-опылителей), зрелых плодов, реже в вегетативных органах (свекла, морковь, листья в период опадения). Лейкопласты. В отличие от предыдущих, этот тип пластид вообще не содержит никаких пигментов. Лейкопласты имеют строение, общее для всех пластид, но внутренняя мембранная система, хоть и присутствует, развита слабо. Можно обнаружить никак не ориентированные тилакоиды или мембранные пузырьки. Популяция лейкопластов гетерогенна. Она включает в себя несколько групп неокрашенных пластид, различающихся, в основном, по функциям. Ядро Ядерная оболочка двухслойная, пористая. Наружная мембрана переходит в мембрану ЭПС. Отделяет ядро от цитоплазмы, регулирует транспорт веществ из ядра в цитоплазму и обратно. Хромосомы(хроматин) представляют собой комплекс, состоящий и ДНК и белков. Он существует в 2 структурных формах: хромосома- в делящейся клетке и хроматин – в интерфазной клетке. Хромосома состоит из двух хроматид и после деления ядра становится однохроматидной. Хромосомы имеют первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит её на два плеча одинаковой или разной длинны. У ядрышковых хромосом есть вторая перетяжка. Функции хромосом: хранение генетической информации использование этой информации для создания и поддержания клеточной организации регуляция считывания наследственной информации самоудвоение генетического материала передача информации от материнской клетки дочерним Ядрышко – это специфическое тельце, расположенное внутри ядра и не имеющие мембраны (количество 1-7). Состоит из белка и РНК. Образуется на вторичной перетяжке ядрышковой хромосомы. При делении клеток распадается. Ядрышко является местом синтеза субъединиц (большой и малой рибосом). Ядерный сок – это внутренняя жидкая среда ядра, в состав которой входит белки – ферменты, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот, фибриллярные белки, углеводы, минеральные соли и вода. Реакция кислая. Функции ядерного сока: связующая – обеспечивает взаимосвязь структур ядра, заполняя внутреннее пространство транспортная – обеспечивает проведение веществ, синтезированных в ядре регуляторная – регулирует функционирование наследственного материала опорная. |