Биология

Учебник для 10-11 классов

§ 9. Цитоплазма. Митохондрии, пластиды, органоиды движения, включения

Митохондрии. В цитоплазме клеток животных и растений расположены так называемые энергетические органоиды — митохондрии (от греч. «митос» — нить, «хондрион» — зерно). Форма митохондрий различна, они могут быть овальными, палочковидными, нитевидными со средним диаметром 1 мкм и длиной 7 мкм. Число митохондрий зависит от функциональной активности клетки и может достигать десятка тысяч в летательных мышцах насекомых.

Внутреннее строение митохондрий (рис. 11, 12; 15) изучено с помощью электронного микроскопа. На электронных микрофотографиях видно, что митохондрии снаружи ограничены внешней мембраной, которая в основном имеет то же строение, что и плазматическая мембрана. Под наружной мембраной располагается внутренняя мембрана, образующая многочисленные складки — кристы. Внутри митохондрии находятся РНК, ДНК и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических. В ее мембраны встроены специфические ферменты, с помощью которых в митохондрии происходит преобразование энергии питательных веществ в энергию АТФ, необходимую для жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Рис. 15. Схема строения митохондрии

Пластиды. Это органоиды, свойственные только клеткам растений. Существуют три вида пластид: зеленые хлоропласты, цветные (но не зеленые) хромопласты и бесцветные лейкопласты.

Хлоропласт (рис. 16) по форме напоминает диск или шар диаметром 4—6 мкм с двойной мембраной — наружной и внутренней. Внутри хлоропласта имеются ДНК, рибосомы и особые мембранные структуры — граны, связанные между собой и с внутренней меморанои хлоропласта, ь каждом хлоропласте около 50 гран, расположенных в шахматном порядке для лучшего улавливания света. В мембранах гран находится зеленый пигмент хлорофилл. Благодаря хлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза органических соединений, в первую очередь углеводов.

Рис. 16. Схема строения хлоропласта

Хромопласты. Пигменты красного и желтого цвета, находящиеся в хромопластах, придают различным частям растений красную и желтую окраску. Корень моркови, плоды томатов окрашены благодаря пигментам, содержащимся в хромопластах. Сочетание хромопластов, содержащих разные пигменты, создает большое разнообразие окрасок цветков и плодов растений.

Лейкопласты являются местом накопления запасного питательного вещества — крахмала. Особенно много лейкопластов в клетках клубней картофеля. На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласта (в результате чего клубни картофеля зеленеют). Осенью хлоропласты превращаются в хромопласты и зеленые листья и плоды желтеют и краснеют.

Постоянное движение клетки. Органоиды движения. Многие клетки одноклеточных и многоклеточных организмов обладают способностью к движению. Под этим понимается и движение клетки в пространстве, и внутриклеточное движение ее органоидов. В жидкой среде перемещение клеток осуществляется движением жгутиков и ресничек (рис. 10, 2, 8, 11). Так передвигаются многие одноклеточные, например эвглена зеленая, жгутиконосец, инфузория и др. Некоторые виды бактерий также движутся с помощью жгутиков, длинных и гибких, которые быстро вращаются, обеспечивая продвижение клетки. Амебы и некоторые другие простейшие организмы, а также специализированные клетки многоклеточных (например, лимфоциты) передвигаются с помощью выростов, образующихся на поверхности клеток.

Клетка находится в постоянном движении. При фагоцитозе и пиноцитозе происходит впячивание плазматической мембраны внутрь клетки, передвигаются лизосомы, пузырьки комплекса Гольджи, митохондрии, наконец, движется сама цитоплазма.

Клеточное движение обеспечивается цитоскелетом, состоящим из микротрубочек, микронитей и клеточного центра. Микротрубочки — это длинные полые цилиндры диаметром 25 нм, стенки которых состоят из белков. Из параллельно расположенных микротрубочек состоят жгутики и реснички клеток животных и растений. Жгутики отличаются от ресничек лишь длиной. Так, сперматозоиды млекопитающих имеют по одному жгутику длиной до 100 мкм. Реснички короче жгутиков более чем в 10 раз, на одну клетку приходится несколько тысяч ресничек. Микронити — очень тонкие структуры, состоящие из тысяч молекул белка актина, соединенных друг с другом. В мышечных клетках они входят вместе с другими белковыми нитями — миозиновыми в комплексы, обеспечивающие сократительную функцию этих клеток.

В цитоплазме клеток всех организмов около ядра располагается клеточный центр, принимающий участие в делении клетки. В состав клеточного центра клеток животных и некоторых растений входит центриоль (рис. 11, 3). Центриоль — парное образование. Она содержит два цилиндра, состоящие из микротрубочек и расположенные перпендикулярно друг другу.

Клеточные включения. Наконец, следует сказать о многочисленных включениях в цитоплазме. Включениями называют непостоянные структуры цитоплазмы, которые в отличие от органоидов то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Плотные в виде гранул включения содержат запасные питательные вещества (крахмал, белки, сахара, жиры) или продукты жизнедеятельности клетки, которые по той или иной причине не могут быть сразу удалены. Способностью синтезировать и накапливать запасные питательные вещества обладают все пластиды растительных клеток.

В растительных клетках накопление запасных питательных веществ происходит и в вакуолях — мембранных мешках с водным раствором солей и органических соединений, которые часто занимают почти весь объем клетки, отодвигая ядро и цитоплазму к плазматической мембране.

1. Почему митохондрии называют «силовыми станциями» клетки?
2. Какие структуры клетки способствуют ее движению?
3. Что относится к клеточным включениям? Какова их роль в клетке?
4. Опишите особенности строения митохондрии и хлоропласта в связи с их функциями в клетке.