Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас>> Біологія: Цитозоль, хімічний склад та функції.

Цитозоль, хімічний склад та функції.

Пригадайте

Які основні компоненти клітин еукаріотів вам відомі?

Що таке ендоцитоз?

Які включення трапляються в цитоплазмі клітин різних організмів?

Як вам відомо, внутрішній вміст клітини, за винятком ядра, називають цитоплазмою. Це неоднорідний колоїдний розчин - гіалоплазма, в якому розташовані органели та інші структури.

Що таке гіалоплазма? Які її функції?

Гіалоплазма - прозорий розчин органічних і неорганічних речовин у воді. Вміст води при цьому може бути від 50 до 90%.

З органічних сполук у гіалоплазмі переважають гідрофільні білки, амінокислоти, моно-, оліго- та полісахариди, ліпіди, різні типи РНК тощо. З неорганічних - катіони металів (зокрема, Са²⁺, К⁺), аніони карбонатної і фосфатної кислот, СІ^- та ін. Концентрація іонів гідрогену, тобто водневий показник (рН), може змінюватись залежно від функціонального стану клітини.

Гіалоплазма може перебувати у рідкому (золь) або драглистому (гель) стані. При цьому різні її ділянки можуть одночасно бути у різних станах. Наприклад, у клітинах тварин зовнішній шар цитоплазми, розташований під плазматичною мембраною, прозорий і щільний (мал. 48). Натомість її внутрішній шар меншої густини містить різноманітні органели і включення. Ці шари можуть переходити один в одний. Це спостерігають, наприклад, у амеб під час утворення несправжніх ніжок. Фізичний стан гіалоплазми впливає на швидкість перебігу біохімічних процесів: чим вона густіша, тим повільніше відбуваються хімічні реакції. Перехід гіалоплазми з одного стану в інший забезпечує амебоїдний рух клітин за допомогою несправжніх ніжок, а також процеси фаго- і піноцитозу.

Гіалоплазма як внутрішнє середовище клітини об'єднує в єдину функціональну біологічну систему всі клітинні структури і забезпечує їхню взаємодію. В ній відбуваються транспорт речовин і деякі процеси обміну речовин. Гіалоплазмі притаманний постійний рух. Його можна прослідкувати, ввівши до живої клітини забарвлені сполуки.

Мал. 48. Грегарина

У гіалоплазмі містяться різноманітні мембранні структури, які взаємодіють між собою.

У чому полягає взаємодія біологічних мембран у клітині?

Ми вже згадували, що в еукаріотичних клітинах існує система внутрішньоклітинних мембран. Ці мембрани поділяють внутрішнє середовище клітини на функціональні ділянки, що забезпечує можливість одночасного перебігу багатьох, часто несумісних, біохімічних процесів. Основні клітинні функціональні ділянки - це ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, мітохондрії, пластиди, лізосоми, ядро. З особливостями їхньої будови та функціями ви ознайомитеся пізніше.

Між різними мембранними структурами еукаріотичної клітини існує тісний зв'язок. Так, плазматична мембрана тісно пов'язана, а в певних місцях складає єдине ціле з мембранами ендоплазматичної сітки (мал. 49). Останні поділяють клітину на велику кількість комірок, що має важливе значення для регуляції внутрішньоклітинних ферментних систем, транспорту сполук, перебігу процесів обміну речовин. Мембрани ендоплазматичної сітки безпосередньо пов'язані з мембранами комплексу Гольджі. Комплекс Гольджі забезпечує зберігання, пакування і транспорт речовин, які синтезуються на мембранах ендоплазматичної сітки або ним самим безпосередньо.

Мал. 49. Схема взаємозв'язків між мембранними системами клітини

За участю комплексу Гольджі утворюються різні мембранні структури клітини, зокрема лізосоми, формуються нові плазматичні мембрани. Лізосоми, у свою чергу, здатні зливатись з піноцитозними і фагоцитозними пухирцями, формуючи травні вакуолі. Мембрани піноцитозних і фагоцитозних пухирців, як вам відомо, утворені за рахунок певних ділянок плазматичної мембрани. А з мембран ендоплазматичної сітки в період між поділами клітини утворюється оболонка ядра: зовнішня ядерна мембрана є продовженням мембран ендоплазматичної сітки.

Мітохондрії і пластиди, як і ядро, вкриті подвійною мембранною оболонкою. Ці органели функціонально і просторово не мають безпосередніх зв'язків з іншими мембранними структурами клітини.

Крім органел, у гіалоплазмі є й клітинні включення.

Що таке клітинні включення?

Клітинні включення, на відміну від органел, - це непостійні структури, які то виникають, то зникають у процесі життєдіяльності клітини. Вони містяться в цитоплазмі або клітинному соку вакуолей рослинних клітин у розчиненому або твердому стані (можуть мати вигляд кристалів, зерен, краплин) (мал. 50). Клітинні включення це, насамперед, запасні речовини. Наприклад, крохмаль, накопичуючись у безбарвних пластидах (лейкопластах), врешті-решт розриває їхні мембрани і виходить у цитоплазму, де зберігається у вигляді зерен. У клітинах рослин також можуть накопичуватись білкові гранули або рідкі жири (арахіс). У клітинах тварин і людини запасається інший полісахарид - глікоген (у вигляді зерен або волокон), різні ліпіди і білки (наприклад, жовток яйцеклітин). Глікоген запасається також і в клітинах грибів.

У цитоплазмі клітин можуть міститись і нерозчинні продукти обміну: солі сечової кислоти, кристали щавлевокислого кальцію (в клітинах щавлю, бегонії та ін.). Під дією ферментів більшість клітинних включень розпадається на сполуки, які залучаються у процеси обміну речовин. Вони можуть використовуватись рослиною під час росту, цвітіння, дозрівання плодів тощо.

Мал. 50. Клітинні включення краплин жиру(1) в інфузорії-туфельки

У деяких одноклітинних тварин є особливі внутрішньоклітинні структури, які виконують опорну функцію (мал. 51). Які включення, вони являють собою конструкції певної форми, розташовані в гіалоплазмі й не обмежені від неї мембранами. Наприклад, у гіалоплазмі паразитичних джгутикових - лямблій - є опорний стрижень, який складається з органічної речовини. У морських найпростіших - радіолярій - капсула з органічної речовини поділяє цитоплазму на зовнішню і внутрішню частини, властивості яких дещо розрізняються. Крім того, ці тварини мають внутрішньоклітинний скелет химерного вигляду (у вигляді дірчастих куль, вкладених одна в одну, корон тощо).

Мал. 51. Лямблія: 1 - опорний стрижень

Контрольні запитання

1. Що таке цитоплазма?
2. Який склад і функції гіалоплазми?
3. В яких станах може перебувати гіалоплазма? Дайте їм характеристику.
4. У чому полягає просторовий і функціональний зв'язок між основними мембранними компонентами клітини?
5. Що таке клітинні включення? Яка їхня роль у клітині?

Поміркуйте

Як пояснити вираз «Єдина мембранна система клітини»?

Яким чином склад і різні стани гіалоплазми забезпечують її функції?

М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Первес, П.Г. Балан, В.М. Войціцький, Загальна біологія, 10 клас
Вислано читачами інтернет-сайту.

_{Планування з біології, підручники та книги онлайн, відео та завдання з біології для 10 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.