§19. Митохондрии. Пластиды. Органоиды движения. Клеточные включения
§19. Вспомните.
Задание №1
Приведите примеры клеток, имеющих жгутики и реснички.
Ответ:
Жгутики имеют бактерии и археи, а также некоторые эукариотные клетки ряда простейших, зооспор и сперматозоидов.
Реснички наблюдаются у инфузорий, некоторых эпителиальных клеток человека.
Задание №2
Какие органоиды клетки являются основными производителями энергии?
Ответ:
Основными энергетическими станциями живых клеток служат митохондрии. В митохондриях свободная энергия окисления продуктов питания превращается в свободную энергию АТФ.
Подумайте.
Задание №1
Красные кровяные клетки эритроциты имеют характерную двояковогнутую форму. За счёт каких внутриклеточных структур она может поддерживаться?
Ответ:
Благодаря двояковогнутой форме эритроциты способны упруго деформироваться и проходить через самые тонкие капилляры. В процессе дифференцировки ядро, ЭПС и рибосомы утрачиваются и весь внутренний объем эритроцита заполняется железосодержащим белком — гемоглобином. Форма поддерживается за счет мембраны и гемоглобина, а также некоторых белков мембраны.
Тренируемся.
Задание №1
Какое строение имеют митохондрии? Какую функцию они выполняют?
Ответ:
Митохондрии − это небольшие (1−7 мкм) округлые или вытянутые тельца. Каждая митохондрия образована двумя мембранами: внутренней и наружной.
Наружная мембрана митохондрий − гладкая, а внутренняя образует множество выступов и перегородок, которые называют кристами (это происходит потому, что площадь внутренней мембраны намного превышает таковую внешней). Внутреннее пространство этих органоидов называется матриксом. В матриксе митохондрий содержатся ферменты, которые расщепляют углеводы, липиды и аминокислоты до CO2 и H2O, а во внутренней мембране, в кристах располагаются компоненты дыхательной цепи, которые окисляют образующиеся при расщеплении органических веществ восстановительные эквиваленты (НАДН и ФАДН2), используя O2. В результате выделяющаяся энергия запасается в виде АТФ.
Таким образом, митохондрии необходимы клеткам эукариотов для получения и запасания энергии для обеспечения жизнедеятельности этих клеток. Кроме того, в матриксе митохондрий находятся рибосомы, размер которых соответствует размеру рибосом прокариотов, а также кольцевая молекула ДНК. Поэтому митохондрии способны синтезировать некоторые собственные белки − впрочем, информация о большинстве необходимых этому органоиду белков всё−таки хранится в геноме ядра.
Задание №2
От чего зависит количество митохондрий в клетке? Почему в клетках печени их так много?
Ответ:
Известно, что чем больше энергии расходует какая−либо клетка, тем больше в ней митохондрий. Например, число этих органоидов в клетках печени — гепатоцитах — может превышать тысячу. Много митохондрий и в клетках мышечной ткани.
Задание №3
В клетках каких организмов можно обнаружить пластиды?
Ответ:
Пластиды — это органоиды растительных клеток, чаще всего имеющие округлую или вытянутую форму.
Задание №4
Какие виды пластид вам известны? Каковы особенности их строения и выполняемые ими функции?
Ответ:
Различают три вида пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.
Хлоропласты, как и митохондрии, окружены двумя мембранами: наружной гладкой и внутренней, образующей множественные плоские цистерны, которые как бы сложены в стопки. Эти цистерны назвают тилакоидами, а состоящие из них стопки − гранами. Внутреннюю среду, окружающую тилакоиды, называют стромой. В мембранах тилакоидов расположены белково−пигментные комплексы, содержащие хлорофилл и обеспечивающие протекание световой фазы фотосинтеза, в ходе которой накапливаются АТФ, восстановительные эквиваленты (НАДФН) и выделяется кислород, образующийся при фотолизе воды. В свою очередь, строма пластид содержит ферменты, связывающие CO2 и синтезирующие органические соединения (в первую очередь углеводы) для питания клеток.
Хромопласты − это пластиды, окрашенные в жёлтые, красные, фиолетовые цвета. За счёт их пигментов (например, каротиноидов, придающих клеткам красную и оранжевую окраску, а также некоторых других) цветки и плоды приобретают яркий, привлекающий насекомых и животных цвет. Ну а у моркови очень много каротина содержится в корнеплоде.
Лейкопласты − пластиды, не имеющие окраски, чаще всего содержатся в клетках подземных частей растений, например в клубнях картофеля. Эти пластиды выполняют запасающую функцию. Кроме того, они весьма изменчивы и при ярком освещении могут превращаться в хлоропласты. Вот почему клубни картофеля, хранящиеся на свету, зеленеют.
Задание №5
Какое значение имеет клеточный центр?
Ответ:
Клеточный центр принимает участие в делении клеток животных и низших растений, образуя веретено деления, а также формирует цитоскелет.
Задание №6
Какие структурные компоненты клетки относят к клеточным включениям? В чём заключается их отличие от органоидов клетки?
Ответ:
Клеточные включения — это непостоянные структурные компоненты клетки, чаще всего представляющие собой запасные питательные вещества. К ним относят капли жира, зёрна белка, глыбки гликогена, мелкие вакуоли и т. п. Клеточные включения, в отличие от органоидов, это непостоянные структуры клетки.
Совершенствуемся.
Задание №1
Чем схожи и чем различаются между собой пластиды и митохондрии? Ответ представьте в виде таблицы.
Ответ:
| Признаки | Митохондрии | Пластиды |
| Где присутствуют | Митохондрии присутствуют во всех типах эукариотических клеток животных или растений | Пластиды присутствуют только в растениях. |
| Структура внутренней мембраны | На внутренних мембранах имеется множество складок, известных как кристы | На внутренней мембране нет складок |
| Размер | 0,1−7 мкм, в нервных клетках до 20 мкм | 1−10 мкм |
| Наличие пигментов | В митохондриях нет пигментов | Пигменты содержатся в пластидах |
| Синтезируют | Митохондрии производят АТФ | Пластиды производят глюкозу и хранят ее в виде крахмала |
| Функции | Они участвуют в клеточном дыхании и производстве энергии | Пластиды участвуют в фотосинтезе |
| Форма | Овальная, палочковидная, нитевидная | Дискообразная, сферическая, линзовидные |
| Количество в клетке | От 1 до нескольких тысяч | От 10 до 70 |
Задание №2
Почему граны в хлоропласте расположены в шахматном порядке? Ответ обоснуйте.
Ответ:
У хлоропластов граны размещены в шахматном порядке для того, чтобы не загораживать друг другу солнечный свет, что позволяет фотосинтезу протекать интенсивнее.
Задание №3
Найдите в приведённом тексте ошибки. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки. Исправьте их.
1) Каждая митохондрия образована двумя мембранами.
2) Внутренняя мембрана митохондрий образует множественные перегородки — тилакоиды.
3) Внутреннее пространство митохондрий называют матриксом.
4) Каждая клетка многоклеточного организма имеет одну, но гигантскую митохондрию.
5) Много митохондрий содержится в клетках мышечной ткани.
6) Число митохондрий в клетке может меняться в зависимости от потребности клетки в энергии.
7) Клетки всех прокариотов имеют митохондрии.
8) Наружная мембрана митохондрий образует выросты.
Ответ:
1) Каждая митохондрия образована двумя мембранами.
2) Внутренняя мембрана митохондрий образует множественные перегородки — кристы.
3) Внутреннее пространство митохондрий называют матриксом.
4) Каждая клетка многоклеточного организма имеет несколько маленьких митохондрий.
5) Много митохондрий содержится в клетках мышечной ткани.
6) Число митохондрий в клетке может меняться в зависимости от потребности клетки в энергии.
7) Клетки прокариотов не имеют митохондрий, так как они не содержат мембранных органоидов (митохондрия − двумембранный органоид).
8) Наружная мембрана митохондрий гладкая (выростов нет).
Обсуждаем.
Задание №1
Почему вакуоли часто не рассматривают в качестве органоидов клетки? Аргументируйте свою точку зрения.
Ответ:
Ядро и вакуоль в некоторых клетках являются временными органоидами, а главным признаком органеллы является ее постоянное наличие в цитоплазме.
