Что относится к мембранным органоидам
Биология в лицее
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Одномембранные органоиды
Эндоплазматическая сеть (греч. endon — внутри и plasma — образование) (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум (лат. reticulum — сеточка) (ЭПР) — это универсальный для всех эукариотических клеток одномембранный органоид, представляющий собой систему полостей, каналов, трубочек и образующий внутри клетки мембранную сеть, объединенную в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки.
ЭПС была открыта в 1945 году К. Портером (США) в клетках соединительной ткани. За изучение структуры и функций ЭПС румыно-американский биолог Дж. Паладе удостоен в 1974 году Нобелевской премии.
Мембрана ЭПС имеет типичное жидкостно-мозаичное строение. Площадь мембраны ЭПС составляет около половины площади всех мембран клетки, а объем содержимого ЭПС — более 10% объема цитоплазмы. Морфологически ЭПС дифференцирована на шероховатую и гладкую ЭПС, которые выполняют разные функции.
Шероховатая, или гранулярная, ЭПС представлена совокупностью соединяющихся между собой уплощенных мембранных цистерн, на наружной поверхности которых находится большое количество рибосом, синтезирующих белки.
Часть синтезированных полипептидных цепочек поступает в полость шероховатой ЭПС или встраивается в ее мембрану и функционирует в самой ЭПС, другая часть модифицируется (например, разрезается на части или превращается в гликопротеиды) и выводится из эндоплазматической сети и используется для нужд клетки.
Таким образом, главной функцией шероховатой ЭПС является синтез полипептидных молекул и их модификация.
Гладкая ЭПС представлена системой сообщающихся между собой мембранных трубочек, стенки которых в некоторых местах переходят в мембрану шероховатой ЭПС. В отличие от гранулярной эндоплазматической сети на мембранах гладкой сети нет рибосом.
Этот отдел выполняет ряд важнейших клеточных функций. Мембрана гладкой ЭПС содержит ферменты синтеза липидов и углеводов. Образующиеся здесь фосфолипиды остаются в билипидном слое ЭПС или транспортируются специальными белками в другие клеточные мембраны; синтезированные углеводы используются в отделах шероховатой ЭПС для модификации белковых молекул или транспортируются в различные части клетки в неизменном виде.
Гладкая ЭПС также обезвреживает токсичные (ядовитые) для организма вещества. Так, при некоторых отравлениях в клетках печени появляются обширные зоны, заполненные гладкими мембранами ЭПС.
Функции эндоплазматической сети
Функция | Пояснение |
---|---|
Синтез белков, липидов и углеводов | На мембранах гладкой ЭПС синтезируются липиды и углеводы; рибосомы шероховатой ЭПС синтезируют полипептиды |
Модификация синтезированных молекул | В полостях ЭПС синтезированные молекулы подвергаются модификации, при этом из полипептидных цепочек формируются специфические для данной клетки белки, также образуются гликопротеиды и липопротеиды |
Транспорт синтезированных молекул | Продукты синтеза ЭПС по ее каналам и трубочкам поступают в разные части клетки |
Защита от токсинов | Гладкая часть ЭПС принимает участие в защите клетки от токсических веществ |
Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи) — одномембранный органоид эукариотической клетки, главной функцией которого является транспорт и химическая модификация поступающих в него из эндоплазматической сети веществ.
Структуру, известную теперь как аппарат Гольджи, впервые обнаружил в клетках в 1898 году Камилло Гольджи, итальянский врач и цитолог, лауреат Нобелевской премии 1906 году по физиологии и медицине. Детальное исследование этого органоида было сделано позже с помощью электронного микроскопа.
Комплекс Гольджи представляет собой стопку уплощенных мембранных цистерн и связанную с ними систему пузырьков, называемых пузырьками Гольджи. На одном конце этой стопки постоянно образуются новые цистерны путем слияния пузырьков, отпочковывающихся от эндоплазматической сети. Эти цистерны содержат еще незрелые молекулы органических веществ, синтезированные в ЭПС. В цистернах комплекса Гольджи подвергаются модификации белки, предназначенные для секреции, белки плазматической мембраны, ферменты лизосом и т. д. Созревающие белки последовательно перемещаются по цистернам. На другом конце стопки завершается модификация молекул и созревание цистерн, которые вновь распадаются на пузырьки. Таким образом, цистерны в стопке постепенно смещаются от одного конца к другому.
Функции комплекса Гольджи
Функция | Пояснение |
---|---|
Химическая модификация веществ | Исходным субстратом для химической модификации являются вещества, поступающие в из ЭПС. Ферменты мембран аппарата Гольджи осуществляют различные химические реакции, в результате которых образуются вещества, необходимые клетке |
Транспорт веществ | Аппарат Гольджи принимает участие в транспорте липидов. При переваривании липиды расщепляются и всасываются в тонкой кишке в виде жирных кислот и глицерина. В гладкой ЭПС клеток кишечной ворсинки липиды ресинтезируются. Они покрываются белковой оболочкой и через аппарат Гольджи транспортируются к плазматической мембране, через которую путем экзоцитоза покидают клетку и поступают в лимфатическую систему |
Формирование лизосом | В цистернах аппарата Гольджи происходит созревание ферментов лизосом, их сортировка и упаковка в мембранные оболочки |
Комплекс Гольджи встречается почти во всех клетках (исключение — эритроциты и сперматозоиды). Располагается обычно около ядра; клетка может иметь один или несколько комплексов Гольджи.
Лизосомы (лат. lysis — расщепление и soma — тело) — органоиды клетки, главной функцией которых является внутриклеточное пищеварение.
Лизосомы открыл в 1949 году бельгийский цитолог и биохимик Кристиан Рене Де Дюв, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1974 году.
Лизосомы представляют собой простые мембранные мешочки округлой формы диаметром
0,2 — 0,5 мкм, стенки которых состоят из одного слоя мембраны. Лизосомы наполнены пищеварительными гидролитическими ферментами, активными в кислой среде (pH меньше 7). Ферменты в лизосомах изолированы от всех остальных структур клетки, что предохраняет эти структуры от переваривания. Заключенные в лизосомах ферменты синтезируются шероховатой ЭПС и транспортируются к аппарату Гольджи. Позже от него отпочковываются пузырьки Гольджи, содержащие ферменты, подвергшиеся необходимым превращениям. Они называются первичными лизосомами.
Лизосомы выполняют функции, связанные с внутриклеточным перевариванием и с секрецией пищеварительных ферментов.
Функции лизосом
Функции | Пояснение |
---|---|
Переваривание материалов, поглощенных путем эндоцитоза | Первичные лизосомы могут сливаться с пузырьками или вакуолями, образовавшимися в процессе эндоцитоза. При этом образуются вторичные лизосомы, в которых происходит переваривание материалов, поступивших в клетку путем эндоцитоза. Вторичную лизосому называют также пищеварительной вакуолью |
Выделение ферментов из клетки посредством экзоцитоза | Ферменты, содержащиеся в первичных лизосомах, могут выделяться из клеток наружу. Это происходит, например, в процессе развития костной ткани, когда хрящ заменяется костной тканью. Клетки пищеварительных желез выделяют таким образом ферменты, образовавшиеся в цистернах аппарата Гольджи, в кишечную полость |
Автофагия | Автофагия (греч. autós — сам и phagos — пожиратель) — это процесс уничтожения клеткой ненужных ей структур. Сначала такие структуры окружаются мембраной, отделяющейся от ЭПС, затем этот мембранный мешочек сливается с первичной лизосомой. В результате этого образуется вторичная лизосома, в которой происходит переваривание. Автофагия — завершение жизненного цикла органоидов, более не способных выполнять свои функции |
Автолиз | Cаморазрушение клетки, наступающее в результате высвобождения содержимого ее лизосом. В результате автолиза клеток, например, происходит перестройка органов (хвоста) у головастика при превращении его в лягушку. Иногда автолиз является следствием повреждения или гибели клетки |
Лизосомы расположены в цитоплазме почти всех эукариотических клеток. Особенно много лизосом в тех клетках, которые обладают способностью к фагоцитозу.
Вакуоль (франц. vacuole — пустота, от лат. vacuus — пустой) является обязательной принадлежностью растительной клетки. Она представляет собой крупный мембранный пузырек, заполненный клеточным соком, состав которого отличается от окружающей цитоплазмы. Вакуоль накапливает запасные питательные вещества и регулирует водно-солевой обмен, контролируя поступление воды в клетку и из клетки.
Пищеварительные вакуоли — одномембранные пузырьки, образующиеся в цитоплазме клеток хищных простейших и способных к фагоцитозу клеток многоклеточных организмов.
У простейших пищеварительные вакуоли образуются после захвата частиц пищи. У многоклеточных организмов пищеварительные вакуоли присутствуют в клетках, способных к фагоцитозу.
Формирование пищеварительной вакуоли в лейкоците: 1 — приближение бактерии к лейкоциту; 2 — прилипание бактериальной клетки к оболочке лейкоцита; 3,4 — эндоцитоз; 5 — слияние пищеварительной вакуоли с первичными лизосомами; 6 — процесс переваривания
После поглощения клеткой бактерии или какой-то другой частицы пищеварительная вакуоль оказывается в цитоплазме. Там она сливается с первичной лизосомой, отделившейся от комплекса Гольджи. Пузырек — результат этого слияния — называют вторичной лизосомой. После этого захваченная частица начинает растворяться. Минут через 20 внутри вторичной лизосомы виднеются только несколько непереваренных бесформенных кусочков. Затем вторичная лизосома подплывает к мембране клетки и сливается с ней, выбрасывая из клетки наружу непереваренные фрагменты, либо пищеварительная вакуоль превращается в специальную вакуоль накопления.
Строение эукариотической клетки
Эукариотическая клетка состоит из оболочки, цитоплазмы и ядра.
Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки.
Одномембранные органоиды
Двухмембранные органоиды
Митохондрии и пластиды имеют собственную кольцевую ДНК и мелкие рибосомы, за счет них делают сами часть своих белков (полуавтономные органоиды).
Митохондрии принимают участие в клеточном дыхании (окислении органических веществ) – поставляют АТФ (энергию) для жизнедеятельности клетки, являются «энергетическими станциями клетки».
Немембранные органоиды
Рибосомы – это органоиды, которые занимаются синтезом белка. Состоят из двух субъединиц, по химическому составу – из рибосомной РНК и белков. Субъединицы синтезируются в ядрышке. Часть рибосом присоединены к ЭПС, эта ЭПС называется шероховатая (гранулярная).
Клеточный центр состоит из двух центриолей, которые образуют веретено деления во время деления клетки – митоза и мейоза.
Реснички, жгутики служат для движения.
Еще можно почитать
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. В состав цитоплазмы клетки входят
1) белковые нити
2) реснички и жгутики
3) митохондрии
4) клеточный центр и лизосомы
Выберите один, наиболее правильный вариант. Где в клетке имеются рибосомы, кроме ЭПС
1) в центриолях клеточного центра
2) в аппарате Гольджи
3) в митохондриях
4) в лизосомах
ЦИТОПЛАЗМА
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Цитоплазма выполняет в клетке ряд функций:
1) осуществляет связь между ядром и органоидами
2) выполняет роль матрицы для синтеза углеводов
3) служит местом расположения ядра и органоидов
4) осуществляет передачу наследственной информации
5) служит местом расположения хромосом в клетках эукариот
2. Определите два верных утверждения из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны. В цитоплазме происходит
1) синтез белков рибосом
2) биосинтез глюкозы
3) синтез инсулина
4) окисление органических веществ до неорганических
5) синтез молекул АТФ
ОДНОМЕМБРАННЫЕ
Выберите три варианта. Какие органоиды клетки отделены от цитоплазмы одной мембраной?
1) комплекс Гольджи
2) митохондрия
3) лизосома
4) эндоплазматическая сеть
5) хлоропласт
6) рибосома
ДВУМЕМБРАННЫЕ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Выберите двумембранные органеллы:
1) лизосома
2) рибосома
3) митохондрия
4) аппарат Гольджи
5) хлоропласт
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Двухмембранными органоидами растительной клетки являются.
1) хромопласты
2) центриоли
3) лейкопласты
4) рибосомы
5) митохондрии
6) вакуоли
2. Установите соответствие между органоидами клетки и их группами: 1) мембранные, 2) немембранные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) митохондрии
Б) рибосомы
В) центриоли
Г) аппарат Гольджи
Д) эндоплaзматическая сеть
Е) микротрубочки
3. Какие три из перечисленных органоидов являются мембранными?
1) лизосомы
2) центриоли
3) рибосомы
4) микротрубочки
5) вакуоли
6) лейкопласты
НЕМЕМБРАННЫЕ
Все приведенные ниже органоиды, кроме трёх, являются немембранными. Определите три органоида, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) лизосомы
2) рибосомы
3) центриоли
4) эндоплазматическая сеть
5) митохондрии
6) микротрубочки
2. Установите соответствие между характеристиками и органоидами эукариотической клетки: 1) хлоропласт, 2) аппарат Гольджи. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) в нём происходит синтез углеводов
Б) формирует лизосомы
В) использует для синтеза энергию света
Г) накапливает и транспортирует синтезированные в клетке вещества
Д) двумембранный органоид
Е) в больших количествах присутствует в клетках желёз
КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР РИС
Перечисленные ниже термины, кроме двух, используются для характеристики органоида клетки, обозначенного на рисунке вопросительным знаком. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) мембранный органоид
2) репликация
3) расхождение хромосом
4) центриоли
5) веретено деления
КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР КРОМЕ
1. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используют для описания изображенного на рисунке органоида эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишет цифры, под которыми они указаны.
1) центриоли
2) центромера
3) центросома
4) веретено деления
5) субъединицы
2. Все перечисленные ниже понятия, кроме двух, используются для описания изображённого на рисунке органоида. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) микротрубочки
2) полисахариды
3) веретено деления
4) цитоскелет
5) клеточная оболочка
2. Установите соответствие между характеристикой органоида и его видом: 1) рибосома, 2) клеточный центр. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обеспечивает синтез белка
Б) состоит из микротрубочек
В) состоит из двух субъединиц
Г) содержит два цилиндра
Д) обеспечивает деление клетки
Е) образуется в ядрышке из РНК
3. Установите соответствие между изображёнными ниже характеристиками и органоидами, обозначенными цифрами 1 и 2. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) организует микротрубочки в клетке
Б) соединяет аминокислоты при синтезе полипептидов
В) движется по иРНК во время трансляции
Г) участвует в образовании веретена деления при митозе
Д) участвует в соединении кодонов и антикодонов
Е) располагается в основании ресничек и жгутиков
2. Установите соответствие между характеристиками и органоидами клетки: 1) митохондрия, 2) лизосома. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) гидролитическое расщепление биополимеров
Б) матрикс содержит окислительные ферменты
В) одномембранный органоид
Г) наличие крист
Д) формирование пищеварительной вакуоли у животных
Е) ферменты синтезируются в эндоплазматической сети
3. Установите соответствие между признаком и органоидом клетки, для которого он характерен: 1) лизосома, 2) митохондрия. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) наличие двух мембран
Б) аккумулирование энергии в АТФ
В) наличие гидролитических ферментов
Г) переваривание органоидов клетки
Д) образование пищеварительных вакуолей у простейших
Е) расщепление органических веществ до углекислого газа и воды
2. Установите соответствие между характеристиками и органоидами клеток: 1) ядро, 2) митохондрия. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) является местом синтеза АТФ
Б) отвечает за хранение генетической информации клетки
В) содержит кольцевую ДНК
Г) имеет кристы
Д) имеет одно или несколько ядрышек
РИБОСОМА
Каковы особенности строения и функций рибосом? Выберите три правильных варианта.
1) имеют одну мембрану
2) состоят из молекул ДНК
3) расщепляют органические вещества
4) состоят из большой и малой частиц
5) участвуют в процессе биосинтеза белка
6) состоят из РНК и белка
РИБОСОМА КРОМЕ РИС
1. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке структуры клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из РНК и белков
2) состоит из трех субъединиц
3) синтезируется в гиалоплазме
4) осуществляет синтез белка
5) может прикрепляться к мембране ЭПС
2. Все перечисленные ниже характеристики, кроме двух, используют для описания изображенного на рисунке органоида клетки. Определите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) трансляция
2) центриоли
3) субъединицы
4) рРНК
5) репликация
ЯДРО СТРОЕНИЕ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В структуру ядра эукариотической клетки входят
1) хроматин
2) клеточный центр
3) аппарат Гольджи
4) ядрышко
5) цитоплазма
6) кариоплазма
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Ядро клетки имеет в своем составе.
1) кариоплазму и хроматин
2) двухмембранную оболочку
3) матрикс с рибосомами и кольцевой ДНК
4) ядрышко
5) систему мембран, образующих цистерны и канальцы
6) стопки диктиосом, переходящих в трубочки
ЯДРО ФУНКЦИИ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие процессы происходят в ядре клетки?
1) образование веретена деления
2) формирование лизосом
3) удвоение молекул ДНК
4) синтез молекул иРНК
5) образование митохондрий
6) формирование субъединиц рибосом
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания изображённого на рисунке органоида клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) одномембранный органоид
2) содержит фрагменты рибосом
3) оболочка пронизана порами
4) содержит молекулы ДНК
5) содержит митохондрии
МИТОХОНДРИЯ2-ХРОМОСОМА1-РИБОСОМА2
Проанализируйте таблицу «Структуры эукариотической клетки». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) гликолиз
2) хлоропласты
3) трансляция
4) митохондрии
5) транскрипция
6) ядро
7) цитоплазма
8) клеточный центр
ЛИЗОСОМА1-РИБОСОМА3-ХЛОРОПЛАСТ1
Проанализируйте таблицу. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) комплекс Гольджи
2) синтез углеводов
3) одномембранный
4) гидролиз крахмала
5) лизосома
6) немембранный
ЛИЗОСОМА2-ХЛОРОПЛАСТ2-РИБОСОМА4
Проанализируйте таблицу. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) двумембранный
2) эндоплазматическая сеть
3) биосинтез белка
4) клеточный центр
5) немембранный
6) биосинтез углеводов
7) одномембранный
8) лизосома
ЛИЗОСОМА3-АГ1-ХЛОРОПЛАСТ3
Проанализируйте таблицу «Структуры клетки». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) гликолиз
2) лизосома
3) биосинтез белка
4) митохондрия
5) фотосинтез
6) ядро
7) цитоплазма
8) клеточный центр
ХЛОРОПЛАСТ4-АГ2-РИБОСОМА5
Проанализируйте таблицу «Структуры клетки». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) окисление глюкозы
2) рибосома
3) расщепление полимеров
4) хлоропласт
5) синтез белка
6) ядро
7) цитоплазма
8) образование веретена деления
АГ3-МИТОХОНДРИЯ3-ЛИЗОСОМА4
Проанализируйте таблицу «Органоиды клетки». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) хлоропласт
2) эндоплазматическая сеть
3) цитоплазма
4) кариоплазма
5) аппарат Гольджи
6) биологическое окисление
7) транспорт веществ в клетке
8) синтез глюкозы
Установите последовательность расположения структур в эукариотной клетке растения (начиная снаружи)
1) плазматическая мембрана
2) клеточная стенка
3) ядро
4) цитоплазма
5) хромосомы
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Некоторые клеточные органоиды называются полуавтономными, потому что они
1) окружены двумя мембранами
2) имеют собственную ДНК
3) синтезируют белки
4) содержат пигменты
5) запасают углеводы
1. Все перечисленные ниже структуры клетки, кроме двух, не содержат ДНК. Определите две структуры клетки, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) рибосомы
2) комплекс Гольджи
3) клеточный центр
4) митохондрии
5) пластиды