Строение клетки

В прошлой статье мы часто затрагивали такие понятия, как органоиды, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана. Сегодня мы разберем, что это значит и каким образом устроена единица нашей жизни — клетка.

Давайте внимательно рассмотрим картинку и поймем, к какому царству относится данная клетка.

Под цифрой 3 указана клеточная стенка, значит, это точно не клетка представителей царства Животные. Под цифрой 5 указано оформленное ядро, значит, это точно не царство Бактерии. Под цифрой 1 указана крупная вакуоль, а она характерна только для представителей царства Растения, поэтому перед нами — растительная клетка.

*помимо названных структур в клетке выделяются митохондрии (цифра 2), ядрышко (цифра 4) и эндоплазматическая сеть (цифра 6).

В растительной клетке очень хорошо видна вся структура клетки. Условно ее можно разделить на скелет (клеточная стенка, плазматическая мембрана, цитоплазма и ядро) и различные дополнения, которые помогают клетке поддерживать свою жизнедеятельность в норме (мембранные и немембранные органоиды). Разберемся со всем по-порядку.

Клеточная стенка и клеточная мембрана

Как мы выяснили из прошлой статьи, что клеточная стенка — своеобразные рыцарские доспехи клетки, за которой ей не страшны никакие опасности.
Клеточная стенка придает форму и размеры клетке, защищает от механических и физических воздействий (например, от попадания токсинов).

Клеточная мембрана находится сразу под клеточной стенкой, и, проводя аналогию с рыцарскими доспехами, можно сказать, что она является одеждой, которую надевают под них — она эластичная, подвижная, однако также защищает клетку от неблагоприятных условий.

Основу мембраны составляют фосфолипиды, которые имеют гидрофильные головки (растворяются в воде) и гидрофобные концы (не растворяются в воде). За счет такого строения обеспечивается полупроницаемость (не все вещества могут попасть в клетку). Также в состав мембраны входят белки, которые обеспечивают транспорт веществ в клетку и из клетки, белки могут быть расположены на поверхности или быть полностью погруженными в мембрану.

Цитоплазма

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, то, в чем все находится. Условно ее можно разделить на три части:

• Гиалоплазма — жидкая часть;
• Органоиды — важные функциональные единицы клетки (например, митохондрия);
• Включения — временные вещества в цитоплазме. Это могут быть как запасные вещества (гликоген у животных и грибов, крахмал у растений), так и продукты обмена веществ.

Как внутренняя среда организма связывает все органы в одну большую систему, так и цитоплазма связывает все структуры в клетке воедино. К тому же в цитоплазме проходят многие биохимические реакции (например, трансляция — последний этап в биосинтезе белка).

Ядро

Ядро — центр управления всей клеткой. Именно здесь хранится генетическая информация клетки, благодаря которой стали возможны такие свойства живого, как наследственность и изменчивость.

Ядро — не органоид, а двумембранная структура клетки, что очень важно запомнить. В ее состав входит ядерная оболочка, кариоплазма (внутреннее содержимое ядра), ядрышко и хроматин. Хроматин совокупно с особыми белками — гистонами, образуют хромосомы. Для каждого вида характерен свой набор хромосом.

Органоиды

В нашей клетке есть огромное количество разных органоидов, и чтобы на первых этапах изучения было какое-то представление о них, предлагаю рассмотреть данную схему.

Митохондрия — двумембранный органоид.

Самое важно, что стоит про нее запомнить — она является энергетической станцией клетки. Именно в ней в процессе энергетического обмена синтезируются 36 молекул АТФ (в них запасается энергия), которые далее используются для нужд клетки.

Внутренняя мембрана митохондрии образует складки (выросты) — кристы, необходимые для увеличения площади поверхности биохимических реакций. Внутренняя среда митохондрии — матрикс (можно привести аналогию с клеткой и цитоплазмой).

Пластиды — двумембранные органоиды.

С пластидами мы познакомились, когда говорили о царстве Растения, и они действительно являются их отличительной чертой. Пластиды подразделяются на три вида:

• Лейкопласты — бесцветные пластиды, участвующие в запасании питательных веществ;
• Хромопласты — цветные пластиды, придают окраску частям растения (например, лепесткам);
• Хлоропласты — зеленые пластиды, являются основным участником фотосинтеза, в них протекают фазы фотосинтеза.

У хлоропластов имеется особое строение: выросты внутренней мембраны образуют особые диски — тилакоиды, внутренняя среда хлоропласта — строма (аналогично матриксу в митохондрии). 

Одномембранные органоиды

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — особый органоид, состоящий из полостей, канальцев и трубочек. Разделяют два подвида: шероховатая ЭПС и гладкая ЭПС.

На шероховатой ЭПС находятся рибосомы, здесь происходит синтез белка на экспорт (из клетки). На гладкой ЭПС синтезируются липиды и углеводы.

Помимо этих функция, ЭПС разделяет клетки на компартменты (на отдельные отсеки)  и транспортирует по ней вещества.

Аппарат Гольджи — стопка цистерн и полостей. Является своеобразной «Почтой России» в клетке: хранит, упаковывает и отправляет вещества на экспорт. Также служит местом образования такого органоида, как лизосома.

Лизосома — пузырек с ферментами, участвующий  в процессах внутриклеточного пищеварения.

Вакуоль — особый мембранный органоид. Здесь нужно обратить внимание, что вакуоль присутствует в клетках и грибов, и животных, и растений. Однако центральная вакуоль, где запасается клеточный сок, характерна только для растительной клетки. У животных есть сократительные и пищеварительные вакуоли.

Пероксисома — пузырек с особым ферментом — каталазой, разлагающий перекись водорода на кислород и воду.

Немембранные органоиды

Рибосомы — состоят из двух субъединиц (малой и большой). Отвечают за биосинтез белка в клетке (участвуют в трансляции), белки синтезируются на нужды клетки.

Клеточный центр — состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно (под прямым углом). Каждая центриоль состоит из девяти триплетов, каждый триплет — из 3 микротрубочек. Клеточный центр формирует цитоскелет (внутренний скелет клетки), а также участвует в процессах деления клетки.

Таким образом, клетка — большая система, в которой каждый элемент выполняет свою, определенную функцию. На ОГЭ по этой теме часто встречаются задания на соответствие, узнавание по картинке или выбор нескольких ответов.

Давайте потренируемся, задание из ОГЭ на соответствие:

ПРИЗНАКИ А) участвует в создании белка
Б) не имеет мембраны
В) участвует в синтезе большинства органических веществ
Г) способна самостоятельно делиться
Д) транспортирует вещества
Е) образует особые выросты — кристы

ОРГАНОИДЫ 1) митохондрия
2) рибосома
3) эндоплазматическая сеть

Решение:

А) Участвует в создании белка — характеристика рибосомы, на рибосомах происходит биосинтез белка.
Б) Не имеет мембраны — характеристика рибосомы, является немембранным органоидом.
В) Участвует в синтезе большинства органических веществ — характеристика ЭПС, на ней синтезируется белки, жиры и углеводы.
Г) Способна самостоятельно делиться — характеристика митохондрии, она имеет кольцевую молекулу ДНК.
Д) Транспортирует вещества — характеристика ЭПС, она транспортирует просинтезированные вещества по клетке.
Е) Образует особые выросты — кристы — характеристика митохондрии, внутренняя мембраны образует выросты — кристы.

Таким образом, ответ: 223131, за который можно получить 2 балла.