Όπως γνωρίζετε, σχεδόν όλοι οι οργανισμοί στον πλανήτη μας έχουν κυτταρική δομή. Βασικά, όλα τα κύτταρα έχουν παρόμοια δομή. Είναι η μικρότερη δομική και λειτουργική μονάδα ενός ζωντανού οργανισμού. Τα κύτταρα μπορούν να έχουν διαφορετικές λειτουργίες και, κατά συνέπεια, παραλλαγές στη δομή τους. Σε πολλές περιπτώσεις, μπορούν να δράσουν ως ανεξάρτητοι οργανισμοί.
Τα φυτά, τα ζώα, οι μύκητες, τα βακτήρια έχουν κυτταρική δομή. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες διαφορές μεταξύ των δομικών και λειτουργικών τους μονάδων. Και σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε την κυτταρική δομή. Η 8η τάξη προβλέπει τη μελέτη αυτού του θέματος. Ως εκ τούτου, το άρθρο θα είναι ενδιαφέρον για τους μαθητές, καθώς και για όσους ενδιαφέρονται απλώς για τη βιολογία. Αυτή η ανασκόπηση θα περιγράψει την κυτταρική δομή, τα κύτταρα διαφόρων οργανισμών, τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ τους.
Ιστορία της θεωρίας της κυτταρικής δομής
Οι άνθρωποι δεν γνώριζαν πάντα από τι αποτελούνται οι οργανισμοί. Το γεγονός ότι όλοι οι ιστοί σχηματίζονται από κύτταρα έχει γίνει γνωστό σχετικά πρόσφατα. επιστήμη που μελετάαυτό είναι βιολογία. Η κυτταρική δομή του σώματος περιγράφηκε για πρώτη φορά από τους επιστήμονες Matthias Schleiden και Theodor Schwann. Συνέβη το 1838. Στη συνέχεια, η θεωρία της κυτταρικής δομής αποτελούνταν από τις ακόλουθες διατάξεις:
- τα ζώα και τα φυτά όλων των ειδών σχηματίζονται από κύτταρα;
- αναπτύσσονται με το σχηματισμό νέων κυττάρων,
- κελί είναι η μικρότερη μονάδα ζωής;
- ένας οργανισμός είναι μια συλλογή κυττάρων.
Η σύγχρονη θεωρία περιλαμβάνει ελαφρώς διαφορετικές διατάξεις, και υπάρχουν λίγο περισσότερες από αυτές:
-
Το
κύτταρο μπορεί να προέρχεται μόνο από το μητρικό κύτταρο;
- ένας πολυκύτταρος οργανισμός δεν αποτελείται από μια απλή συλλογή κυττάρων, αλλά από αυτά που συνδυάζονται σε ιστούς, όργανα και συστήματα οργάνων.
- τα κύτταρα όλων των οργανισμών έχουν παρόμοια δομή.
-
Το
κελί είναι ένα σύνθετο σύστημα που αποτελείται από μικρότερες λειτουργικές μονάδες.
-
Το
κύτταρο είναι η μικρότερη δομική μονάδα που μπορεί να δρα ως ανεξάρτητος οργανισμός.
Δομή κυττάρων
Δεδομένου ότι σχεδόν όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κυτταρική δομή, αξίζει να εξεταστούν τα γενικά χαρακτηριστικά της δομής αυτού του στοιχείου. Πρώτον, όλα τα κύτταρα χωρίζονται σε προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά. Στο τελευταίο, υπάρχει ένας πυρήνας που προστατεύει τις κληρονομικές πληροφορίες που καταγράφονται στο DNA. Στα προκαρυωτικά κύτταρα, απουσιάζει και το DNA επιπλέει ελεύθερα. Όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα κατασκευάζονται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα. Έχουν ένα κέλυφος - μια πλασματική μεμβράνη, γύρω από αυτό είναι συνήθωςεντοπίζονται πρόσθετοι προστατευτικοί σχηματισμοί. Όλα κάτω από αυτό, εκτός από τον πυρήνα, είναι το κυτταρόπλασμα. Αποτελείται από υαλόπλασμα, οργανίδια και εγκλείσματα. Το υαλόπλασμα είναι η κύρια διαφανής ουσία που χρησιμεύει ως το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου και γεμίζει όλο το χώρο του. Τα οργανίδια είναι μόνιμες δομές που εκτελούν ορισμένες λειτουργίες, εξασφαλίζουν δηλαδή τη ζωτική δραστηριότητα του κυττάρου. Τα εγκλείσματα είναι μη μόνιμοι σχηματισμοί που παίζουν επίσης κάποιο ρόλο, αλλά το κάνουν προσωρινά.
Κυτταρική δομή ζωντανών οργανισμών
Τώρα θα απαριθμήσουμε τα οργανίδια που είναι ίδια για τα κύτταρα οποιουδήποτε ζωντανού πλάσματος στον πλανήτη, εκτός από τα βακτήρια. Αυτά είναι τα μιτοχόνδρια, τα ριβοσώματα, η συσκευή Golgi, το ενδοπλασματικό δίκτυο, τα λυσοσώματα, ο κυτταροσκελετός. Τα βακτήρια χαρακτηρίζονται από ένα μόνο από αυτά τα οργανίδια - τα ριβοσώματα. Και τώρα εξετάστε τη δομή και τις λειτουργίες κάθε οργανιδίου ξεχωριστά.
Μιτοχόνδρια
Παρέχουν ενδοκυτταρική αναπνοή. Τα μιτοχόνδρια παίζουν το ρόλο ενός είδους «σταθμού παραγωγής ενέργειας», παράγοντας ενέργεια, η οποία είναι απαραίτητη για τη ζωή του κυττάρου, για τη διέλευση ορισμένων χημικών αντιδράσεων σε αυτό.
Ανήκουν σε οργανοειδή με δύο μεμβράνες, δηλαδή έχουν δύο προστατευτικά κελύφη - εξωτερικό και εσωτερικό. Κάτω από αυτά είναι μια μήτρα - ένα ανάλογο του υαλοπλάσματος στο κύτταρο. Οι κρύστες σχηματίζονται μεταξύ της εξωτερικής και της εσωτερικής μεμβράνης. Αυτές είναι οι πτυχές που περιέχουν ένζυμα. Αυτές οι ουσίες χρειάζονται για να μπορούν να πραγματοποιηθούνχημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν την ενέργεια που χρειάζεται το κύτταρο.
Ριβόσωμα
Είναι υπεύθυνα για τον μεταβολισμό των πρωτεϊνών, συγκεκριμένα, για τη σύνθεση ουσιών αυτής της κατηγορίας. Τα ριβοσώματα αποτελούνται από δύο μέρη - υπομονάδες, μεγάλες και μικρές. Αυτό το οργανίδιο δεν έχει μεμβράνη. Οι υπομονάδες του ριβοσώματος ενώνονται μόνο αμέσως πριν από τη διαδικασία της πρωτεϊνικής σύνθεσης, τον υπόλοιπο χρόνο διαχωρίζονται. Οι ουσίες παράγονται εδώ με βάση τις πληροφορίες που καταγράφονται στο DNA. Αυτές οι πληροφορίες παραδίδονται στα ριβοσώματα με τη βοήθεια του tRNA, καθώς θα ήταν πολύ ανέφικτο και επικίνδυνο να μεταφέρουμε DNA εδώ κάθε φορά - η πιθανότητα να το καταστρέψουμε θα ήταν πολύ υψηλή.
Συσκευή Golgi
Αυτό το οργανοειδές αποτελείται από στοίβες επίπεδων δεξαμενών. Οι λειτουργίες αυτού του οργανοειδούς είναι ότι συσσωρεύει και τροποποιεί διάφορες ουσίες και επίσης συμμετέχει στο σχηματισμό λυσοσωμάτων.
Ενδοπλασματικό δίκτυο
Χωρίζεται σε λεία και τραχιά. Το πρώτο είναι κατασκευασμένο από επίπεδους σωλήνες. Είναι υπεύθυνο για την παραγωγή στεροειδών και λιπιδίων στο κύτταρο. Το τραχύ ονομάζεται έτσι επειδή στα τοιχώματα των μεμβρανών από τις οποίες αποτελείται, υπάρχουν πολυάριθμα ριβοσώματα. Εκτελεί μια λειτουργία μεταφοράς. Δηλαδή, μεταφέρει πρωτεΐνες που συντίθενται εκεί από τα ριβοσώματα στη συσκευή Golgi.
Λυσοσώματα
Είναι οργανίδια μιας μεμβράνης που περιέχουν τα ένζυμα που απαιτούνται για τη διεξαγωγή των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν στη διαδικασίαενδοκυτταρικός μεταβολισμός. Ο μεγαλύτερος αριθμός λυσοσωμάτων παρατηρείται στα λευκοκύτταρα - κύτταρα που εκτελούν μια ανοσολογική λειτουργία. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι πραγματοποιούν φαγοκυττάρωση και αναγκάζονται να αφομοιώσουν μια ξένη πρωτεΐνη, η οποία απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενζύμων.
Κυτοσκελετός
Αυτό είναι το τελευταίο οργανίδιο που είναι κοινό στους μύκητες, τα ζώα και τα φυτά. Μία από τις κύριες λειτουργίες του είναι να διατηρεί το σχήμα του κυττάρου. Αποτελείται από μικροσωληνίσκους και μικρονημάτια. Οι πρώτοι είναι κοίλοι σωλήνες κατασκευασμένοι από την πρωτεΐνη τουμπουλίνη. Λόγω της παρουσίας τους στο κυτταρόπλασμα, ορισμένα οργανίδια μπορούν να κινηθούν γύρω από το κύτταρο. Επιπλέον, οι βλεφαρίδες και τα μαστίγια σε μονοκύτταρους οργανισμούς μπορούν επίσης να αποτελούνται από μικροσωληνίσκους. Το δεύτερο συστατικό του κυτταροσκελετού - τα μικρονήματα - αποτελείται από συσταλτικές πρωτεΐνες ακτίνη και μυοσίνη. Στα βακτήρια, αυτό το οργανίδιο συνήθως απουσιάζει. Αλλά μερικά από αυτά χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός κυτταροσκελετού, ωστόσο, μια πιο πρωτόγονη, όχι τόσο περίπλοκη δομή όπως στους μύκητες, τα φυτά και τα ζώα.
Οργανίδια φυτικών κυττάρων
Η κυτταρική δομή των φυτών έχει κάποιες ιδιαιτερότητες. Εκτός από τα οργανίδια που αναφέρονται παραπάνω, υπάρχουν επίσης κενοτόπια και πλαστίδια. Τα πρώτα έχουν σχεδιαστεί για να συσσωρεύουν ουσίες σε αυτό, συμπεριλαμβανομένων περιττών, καθώς είναι συχνά αδύνατο να αφαιρεθούν από το κύτταρο λόγω της παρουσίας ενός πυκνού τοιχώματος γύρω από τη μεμβράνη. Το υγρό που βρίσκεται μέσα στο κενοτόπιο ονομάζεται κυτταρικός χυμός. Σε ένα νεαρό φυτικό κύτταρο, υπάρχουν αρχικά αρκετά μικρά κενοτόπια, τα οποία, όπως αυτόγήρανση συγχωνεύονται σε ένα μεγάλο. Υπάρχουν τρεις τύποι πλαστιδίων: χρωμοπλάστες, λευκοπλάστες και χρωμοπλάστες. Τα πρώτα χαρακτηρίζονται από την παρουσία κόκκινης, κίτρινης ή πορτοκαλί χρωστικής σε αυτά. Οι χρωμοπλάστες στις περισσότερες περιπτώσεις χρειάζονται για να προσελκύσουν έντομα επικονίασης ή ζώα που συμμετέχουν στη διανομή των καρπών μαζί με σπόρους με λαμπερό χρώμα. Χάρη σε αυτά τα οργανίδια, τα λουλούδια και οι καρποί έχουν ποικιλία χρωμάτων. Οι χρωμοπλάστες μπορούν να σχηματιστούν από τους χλωροπλάστες, οι οποίοι μπορούν να παρατηρηθούν το φθινόπωρο, όταν τα φύλλα γίνονται κιτρινοκόκκινα, καθώς και κατά την ωρίμανση των καρπών, όταν το πράσινο χρώμα σταδιακά εξαφανίζεται εντελώς. Ο επόμενος τύπος πλαστιδίων - οι λευκοπλάστες - έχουν σχεδιαστεί για να αποθηκεύουν ουσίες όπως άμυλο, ορισμένα λίπη και πρωτεΐνες. Οι χλωροπλάστες πραγματοποιούν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, χάρη στην οποία τα φυτά λαμβάνουν τις απαραίτητες οργανικές ουσίες για τον εαυτό τους.
Από έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα και την ίδια ποσότητα νερού, ένα κύτταρο μπορεί να πάρει ένα μόριο γλυκόζης και έξι οξυγόνο, τα οποία απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Οι χλωροπλάστες είναι οργανίδια δύο μεμβρανών. Η μήτρα τους περιέχει θυλακοειδή ομαδοποιημένα σε grana. Αυτές οι δομές περιέχουν χλωροφύλλη και εδώ λαμβάνει χώρα η αντίδραση φωτοσύνθεσης. Επιπλέον, η μήτρα του χλωροπλάστη περιέχει επίσης τα δικά της ριβοσώματα, RNA, DNA, ειδικά ένζυμα, κόκκους αμύλου και σταγόνες λιπιδίων. Η μήτρα αυτών των οργανιδίων ονομάζεται επίσης στρώμα.
Χαρακτηριστικά των μανιταριών
Αυτοί οι οργανισμοί έχουν επίσης κυτταρική δομή. Στην αρχαιότητα ήταν ενωμένοι σε ένα βασίλειο μεφυτά καθαρά εξωτερικά, αλλά με την έλευση πιο προηγμένης επιστήμης, κατέστη σαφές ότι αυτό δεν μπορούσε να γίνει.
Πρώτον, οι μύκητες, σε αντίθεση με τα φυτά, δεν είναι αυτότροφοι, δεν είναι ικανοί να παράγουν οι ίδιοι οργανικές ουσίες, αλλά τρέφονται μόνο με έτοιμες. Δεύτερον, το κύτταρο του μύκητα μοιάζει περισσότερο με το ζώο, αν και έχει κάποια χαρακτηριστικά του φυτού. Ένα μυκητιακό κύτταρο, όπως ένα φυτό, περιβάλλεται από ένα πυκνό τοίχωμα, αλλά δεν αποτελείται από κυτταρίνη, αλλά από χιτίνη. Αυτή η ουσία είναι δύσκολο να χωνευτεί από το σώμα των ζώων, γι' αυτό και τα μανιτάρια θεωρούνται βαριά τροφή. Εκτός από τα οργανίδια που περιγράφονται παραπάνω, τα οποία είναι χαρακτηριστικά όλων των ευκαρυωτών, υπάρχει επίσης ένα κενό εδώ - αυτή είναι μια άλλη ομοιότητα μεταξύ μυκήτων και φυτών. Όμως τα πλαστίδια δεν παρατηρούνται στη δομή του μυκητιακού κυττάρου. Μεταξύ του τοιχώματος και της κυτταροπλασματικής μεμβράνης υπάρχει ένα λομάσωμα, οι λειτουργίες του οποίου δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές. Η υπόλοιπη δομή του μυκητιακού κυττάρου μοιάζει με ζώο. Εκτός από τα οργανίδια, εγκλείσματα όπως σταγόνες λίπους και γλυκογόνο επιπλέουν επίσης στο κυτταρόπλασμα.
Ζωικά κύτταρα
Χαρακτηρίζονται από όλα τα οργανίδια που περιγράφηκαν στην αρχή του άρθρου. Επιπλέον, ένας γλυκοκάλυκας βρίσκεται στην κορυφή της πλασματικής μεμβράνης - μια μεμβράνη που αποτελείται από λιπίδια, πολυσακχαρίτες και γλυκοπρωτεΐνες. Συμμετέχει στη μεταφορά ουσιών μεταξύ των κυττάρων.
Core
Φυσικά, εκτός από τα κοινά οργανίδια, τα ζωικά, φυτικά, μυκητιακά κύτταρα έχουν πυρήνα. Προστατεύεται από δύο κοχύλια στα οποία υπάρχουν πόροι. Η μήτρα αποτελείται από καρυόπλασμα(πυρηνικός χυμός), στον οποίο επιπλέουν τα χρωμοσώματα με καταγεγραμμένες κληρονομικές πληροφορίες πάνω τους. Υπάρχουν επίσης πυρήνες, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για το σχηματισμό ριβοσωμάτων και τη σύνθεση RNA.
Προκαρυώτες
Αυτά περιλαμβάνουν βακτήρια. Η κυτταρική δομή των βακτηρίων είναι πιο πρωτόγονη. Δεν έχουν πυρήνα. Το κυτταρόπλασμα περιέχει οργανίδια όπως ριβοσώματα. Γύρω από την πλασματική μεμβράνη υπάρχει ένα κυτταρικό τοίχωμα μουρεΐνης. Τα περισσότερα προκαρυωτικά είναι εξοπλισμένα με οργανίδια κίνησης - κυρίως μαστίγια. Ένα επιπλέον προστατευτικό κέλυφος, μια βλεννώδης κάψουλα, μπορεί επίσης να βρίσκεται γύρω από το κυτταρικό τοίχωμα. Εκτός από τα βασικά μόρια DNA, το κυτταρόπλασμα των βακτηρίων περιέχει πλασμίδια που περιέχουν πληροφορίες που είναι υπεύθυνες για την αύξηση της αντίστασης του οργανισμού σε αντίξοες συνθήκες.
Ολοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα;
Μερικοί πιστεύουν ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κυτταρική δομή. Αυτό όμως δεν είναι αλήθεια. Υπάρχει ένα τέτοιο βασίλειο ζωντανών οργανισμών όπως οι ιοί.
Δεν αποτελούνται από κύτταρα. Αυτός ο οργανισμός αντιπροσωπεύεται από ένα καψίδιο - ένα κέλυφος πρωτεΐνης. Μέσα σε αυτό υπάρχει DNA ή RNA, το οποίο περιέχει μια μικρή ποσότητα γενετικής πληροφορίας. Γύρω από το πρωτεϊνικό κέλυφος, μπορεί επίσης να εντοπιστεί μια λιποπρωτεΐνη, η οποία ονομάζεται υπερκαψίδιο. Οι ιοί μπορούν να αναπαραχθούν μόνο μέσα σε ξένα κύτταρα. Επιπλέον, είναι ικανά να κρυσταλλωθούν. Όπως μπορείτε να δείτε, η δήλωση ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κυτταρική δομή είναι εσφαλμένη.
Σύγκριση γράφημα
Μετά από εμάςεξέτασε τη δομή διαφόρων οργανισμών, για να συνοψίσουμε. Έτσι, η κυτταρική δομή, πίνακας:
| Ζώα | Φυτά | Μανιτάρια | Βακτήρια | |
| Core | Ναι | Ναι | Ναι | Όχι |
| Κυτταρικό τοίχωμα | Όχι | Ναι, από κυτταρίνη | Φάε, από χιτίνη | Eat, from murein |
| Ριβόσωμα | Ναι | Ναι | Ναι | Ναι |
| Λυσοσώματα | Ναι | Ναι | Ναι | Όχι |
| Μιτοχόνδρια | Ναι | Ναι | Ναι | Όχι |
| Συσκευή Golgi | Ναι | Ναι | Ναι | Όχι |
| Κυτοσκελετός | Ναι | Ναι | Ναι | Ναι |
| Ενδοπλασματικό δίκτυο | Ναι | Ναι | Ναι | Όχι |
| Κυτοπλασματική μεμβράνη | Ναι | Ναι | Ναι | Ναι |
| Πρόσθετα κοχύλια | Γλυκοκάλυξ | Όχι | Όχι | Mucoid Capsule |
Αυτό, ίσως, είναι όλο. Εξετάσαμε την κυτταρική δομή όλων των οργανισμών που υπάρχουν στον πλανήτη.
