Что осуществляет цитоплазма в растительной клетке

Обновлено: 30.06.2024

Цитоплазма - полужидкое содержимое клетки, её внутренняя среда, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной.

Органеллы - постоянные компоненты клетки, жизненно необходимые для её существования.

'>органеллы , осуществляющие жизнедеятельность клетки. В цитоплазме проходят все процессы, связанные с обменом веществ, а также взаимодействием

Ядро - центральный органоид эукариотической клетки, содержащий хромосомы.

">ядра и органоидов. Жизнь клетки без цитоплазмы, очевидно, невозможна. Несмотря на то, что функции синтеза, пищеварения, выведения и дыхания выполняют органоиды, без внутренней среды это бы не происходило. Аналогично человек не смог бы жить без крови, ведь питательные вещества,

Гормоны - биологически активные вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желёз внутренней секреции, поступающие в кровь, связывающиеся с рецепторами клеток-мишеней и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции.

Гиалоплазма

Гиалоплазма – густой бесцветный раствор, преимущественно состоящий из воды (от 70% до 90%). В ней находятся и органические соединения (

Белки - высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью.

Жиры - органические соединения, в основном сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот (триглицериды).

">липиды ), и неорганические. Гиалоплазма не стоит на месте. Это весьма логично, для обменных процессов ей необходимо постоянно циркулировать внутри клетки. Вместе с ней по клетке путешествуют и органоиды. Такое движение называется циклозом.

Циклоз в клетках листа элодеи

Цитоскелет

Цитоскелет - это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки. Он присутствует во всех клетках эукариот, причём в клетках прокариот обнаружены гомологи всех белков цитоскелета эукариот.

'>Цитоскелет выполняет механическую функцию, он как каркас для клетки. Естественно, он не самый крепкий, но достаточно жесткий для того, чтобы придавать ей форму. Также при помощи микротрубочек переносятся некоторые вещества, так что они выполняют еще и транспортную функцию.

Цитоскелет имеет свои составляющие структуры: микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты. Все эти компоненты не являются мембранными.

Микротрубочки собираются в

Центросома - немембранная органелла в клетках эукариот, состоит из двух центриолей и перицентриолярного материала. Является главным центром организации микротрубочек эукариотической клетки, играет важнейшую роль в клеточном делении, участвуя в формировании веретена деления.

">белка тубулина. Эти полые структуры пронизывают всю цитоплазму, не давая клетке слишком сильно сжаться или растянуться. Транспортную функцию выполняют именно микротрубочки, они же тубулиновые нити. Они полярны, поэтому во время деления клетки микротрубочки прикрепляются к

Хромосома - нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи.

'>хромосомам в определенном участке белковой природы – кинетохоре, а далее, в анафазе, хромосомы расходятся к полюсам клетки. Не все микротрубочки присоединяются к хромосомам, некоторые остаются без ничего. Благодаря полярности тубулиновые нити не присоединяются друг к другу.

Микрофиламенты – структуры, состоящие из белка актина и миозина, которые должны быть хорошо знакомы по теме «мышечная система

Организм - живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи, в том числе обменом веществ, самоподдерживанием своего строения и организации, способностью воспроизводить их при размножении, сохраняя наследственные признаки.

Актин в клетке - белок, полимеризованная форма которого образует микрофиламенты один из основных компонентов цитоскелета эукариотических клеток.

Актин в мышцах - белок мышечных волокон , участвующий в сократительных процессах в клетке.

Миозин - фибриллярный белок, один из главных компонентов сократительных волокон мышц — миофибрилл. Составляет 40—60 % общего количества мышечных белков. Благодаря АТФ-азной активности миозина, химическая энергия макроэргических связей АТФ превращается в механическую энергию мышечного сокращения.

'>миозин осуществляют сокращение мышц, а значит, и все движения. Также в состав микрофиламентов входят другие сократительные белки. Микрофиламенты – структуры подвижные и пластичные, большое их количество расположено вблизи цитоплазматической мембраны, что позволяет одноклеточным

Клетка - структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов.

Пиноцитоз - захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами.

Фотография подсвеченных микрофиламентов

Структура и функции промежуточных филаментов изучена не до конца.

Клеточный центр = центросома

'>Клеточный центр располагается в непосредственной близости от ядра и состоит из 2 центриолей. Центриоли имеют

Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

'>вид цилиндров, они расположены перпендикулярно друг другу. Центриоли удваиваются и начинают расходиться в интерфазе, а уже в профазе стартует образование нитей

Веретено деления - динамичная структура, которая образуется в митозе и мейозе для обеспечения сегрегации (отделения) хромосом и деления клетки. Типичное веретено является биполярным — между двумя полюсами образуется веретенообразная система микротрубочек.

'>веретена деления . Сами центриоли тоже состоят из микротрубочек и, следовательно, из белка тубулина. У высших растений

Рибосомы

Рибосомы – немембранные органоиды клетки.

Функция, выполняемая данными органоидами –

Биосинтез белка - это многостадийный процесс синтеза и созревания белков, протекающий в живых организмах. В биосинтезе белка выделяют два основных этапа: синтез полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК (трансляция), и посттрансляционные модификации полипептидной цепи.

Аминокислота - основной элемент построения всех белков животных и растительных организмов.

Рибосома - важнейшая немембранная органелла всех живых клеток, служащая для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК.

'>Рибосома состоит из двух субъединиц – большой и малой. В свою очередь, каждая субъединица это рРНК (рибосомальная

Рибонуклеиновая кислота - одна из трёх основных макромолекул, которые содержатся в клетках всех живых организмов и играют важную роль в кодировании, прочтении, регуляции и выражении генов.

Строение рибосомы и схема процесса трансляции

Рибосомы образуются в ядрышках ядра, затем рибосомы выходят через ядерные поры в цитоплазму. До трансляции происходит процесс транскрипции, то один из концов цепи

Информационная РНК - РНК, которая служит посредником при передаче информации, закодированной в ДНК к рибосомам, молекулярным машинам, синтезирующим белки живого организма. Кодирующая последовательность иРНК определяет последовательность аминокислот полипептидной цепи белка.

Транспортная РНК - рибонуклеиновая кислота, обеспечивающая взаимодействие аминокислоты, рибосомы и матричной РНК (мРНК) в ходе трансляции. Имеет типичную длину от 73 до 93 нуклеотидов и размеры около 5 нм. Для каждой протеиногенной аминокислоты в клетке существует собственная тРНК (одна или более).

'>транспортная РНК ) подносит к иРНК аминокислоты, которые собираются в цепочку и выходят из рибосомы.

Кроме как в ядре, рибосомы могут находится в свободном виде в гиалоплазме, тогда они занимаются синтезом белков, необходимых для жизнедеятельности клетки. Также рибосомы располагаются на шероховатой

Эндоплазматическая сеть - внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.

'>ЭПС , такие рибосомы тоже синтезируют белки, но не для этой клетки, а для выведения их в другие клетки или внеклеточное пространство.

В) клеточный центр

Е) аппарат Гольджи

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Мембранные и немембранные органоиды нужно только выучить, никак по-другому не получится. Не отчаивайтесь, это не так сложно:

Начать учить лучше с немембранных. Все, что связано с клеточным делением относится к немембранным органоидам.

Двумембранные: ядро и то, что связано с энергетической функцией.

Все остальное — одномембранные.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

A) секреция синтезированных веществ

Б) биосинтез белков

B) расщепление органических веществ

Г) образование лизосом

Д) формирование полисом

1) аппарат Гольджи

Функции органоидов нужно учить и понимать, только тогда это задание можно будет выполнять без проблем.

Обратимся к таблице выше.

Обычно не вызывают трудностей лизосомы. Они отвечают за внутриклеточное пищеварение. Это такие пузырьки с ферментами внутри. Они поглощают твердую частичку или каплю и переваривают ее. И вышедшие из строя органоиды они тоже уничтожают. Нам точно подходит вариант с расщеплением органических веществ. Вообще, лизосомы- маленькие разрушители, так что варианты с синтезом, формированием и прочим нам не походят. А вот защитить клетку они могут, переварив что-то нежелательное.

Осталось еще образование лизосом. Сами себя они не образуют, рибосомы отвечают только за синтез белка, значит, задействован комплекс Гольджи.

Внутри клеток живых существ и одноклеточных организмов обязательно присутствуют как минимум два компонента. Речь идёт о ядре и цитоплазме.

Цитоплазма представляет собой густой внутриклеточный субстрат, поддерживающий стабильное состояние клетки и её формы, вступает во взаимодействие с ядром, органеллами (или органоидами, то есть другими внутренними частями клетками, её своеобразными органами) и плазматической мембраной, коей полностью окружена.

По сути, цитоплазмой можно считать всё между ядром и клеточной мембраной. В цитоплазме осуществляются многие химические реакции синтеза и распада различных веществ, в частности, синтезируется необходимый для жизнедеятельности белок. Цитоплазма существует как в эукариотических клетках (имеющих ядро), так и в прокариотических (доядерных), и цитоплазма животных и растительных клеток в функциональном и структурном значении имеет куда больше свойств, нежели различий.

Особенности клеточной цитоплазмы

По своим характеристикам цитоплазма является полужидкой, а точнее, похожей на желе, причём она наиболее вязкая (в форме геля) на периферии, у границ плазматической мембраны, и более жидкая (такая форма называется золем) в центре. В зависимости от разнообразных внешних факторов и раздражителей (температурных, химических, радиационных и т.д.) цитоплазма может из геля перейти в золь и обратно в гель. Часть цитоплазмы, называемая гиалоплазмой, является прозрачной. В составе цитоплазмы присутствуют органеллы (они же органоиды) и разнообразные включения.

Цитоплазма не находится в статичном положении, она постоянно движется вместе с содержащимися в ней питательными веществами. Цитоплазма тесно связана с ядром и не может без ядра функционировать; обратное так же справедливо по отношению к ядру, не способному к нормальному функционированию в отсутствие цитоплазмы. Цитоплазма может расти и воспроизводиться и даже регенерировать в случае, если небольшая её часть утрачена.

Функции клеточной цитоплазмы

Как было указано выше, цитоплазма участвует в осуществлении химических реакций в клетке и в отдельных её органеллах (хотя часть этих реакций может проходить в ней самой), осуществляет взаимодействие между органеллами, объединяя их в единую систему, транспортирует химические соединения и вещества по органеллам и отсекам цитозоля (об этом ниже). Иными словами, цитоплазма играет активную роль в биохимических клеточных процессах.

Также цитоплазма хранит и переносит молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), накапливает липиды и молекулы крахмала. Взаимодействие между органоидами облегчается коллоидным раствором (образуемым белками, в то время как минеральными солями, глюкозой, аминокислотами и другими веществами образуется так называемый истинный раствор), а опорой становится цитоскелет.

Цитоскелетом называется плотная сеть из микротрубочек и нитей из белков, которая, как и цитоплазма в целом, может изменяться и двигаться. За счёт цитоскелета форма клетки формируется и адаптируется к внешним раздражителям, обеспечивается движение клетки, позволяется перемещение веществ внутри клетки, допускается возможность эндоцитоза и экзоцитоза, а ещё препятствует диффузии частиц крупного размера. Таким образом, благодаря цитоскелету клетка обретает свою форму, создаётся её белковый каркас, опора для формы клетки, позволяющий поддерживать её в дальнейшем. Цитоскелет придаёт импульс движению клетки и цитоплазматическому делению, закрепляет органоиды в нужных местах.

Если подытожить, то функции цитоплазмы можно разделить по четырём категориям. Первая — транспортная (осуществление переноса веществ как по клетке, так и извне клетки внутрь клетки и обратно, а также связь органоидов в единую систему). Вторая именуется клеточным гемостазом (поддержание стабильного состояния внутренней среды в клетках, придание формы клеткам, вмещение органоидов). Третья — запас и хранение веществ в форме клеточных включения (о которых — чуть ниже). А есть и четвёртая, которая называется тургором, и суть этой функции — в обеспечении внутреннего давления при одностороннем проникновении воды в клетку (это называется осмосом), при этом тургор в животных клетках слабее, чем в растительных и грибных клетках, у которых оболочка намного плотнее.

Химический состав клеточной цитоплазмы

Цитоплазма на 70-90 процентов состоит из воды, но помимо неё, цитоплазма состоит из неорганических ионов, молекул малого размера и макромолекул; в форме молекул в цитоплазме представлены биополимеры (а именно белки, жиры и углеводы) и минеральные соли, и их общее содержание составляет от 10 до 20 процентов общего объёма цитоплазмы. Ещё в составе могут быть накопленные запасы питательных веществ, ферменты и витамины.

Содержимое цитоплазмы часто именуют цитозолем, и он по большей части состоит из внутриклеточной жидкости, а также делится на отсеки, называемые компартментами (они отделены друг от друга мембранами). В эукариотических клетках цитозоль является жидким матриксом, который окружает собой органоиды клетки и который лишь частично принимает участие в химических реакциях и обменных процессах (в основном, такие процессы проходят в органеллах). В прокариотических же клетках большинство метаболических процессов происходит именно в цитозоле.

Цитозоль состоит из аминокислот, нуклеиновых кислот, жирных кислот, полисахаридов и сахаров (в том числе и глюкозы), ионов калия, кальция, магния и натрия. Органические вещества в большинстве своём представлены аминокислотами, а ионами натрия и калия, соответственно, неорганические. Гиалоплазма является местом, куда попадают на хранение молекулы веществ, и оттуда они направляются в те участки и органоиды, где осуществляются химические реакции.

В зависимости от возраста клетки и её от того, в каком физиологическом состоянии она находится, состав цитоплазмы может измениться. И практически все содержащиеся в цитоплазме вещества являются растворёнными в жидкости, хотя уровень организации цитозоля сложнее, чем кажется.

Строение клеточной цитоплазмы

Как было ранее указано, цитоплазма является внутренней частью клетки, и она имеет сложное строение. Во-первых, как консистенция, цитоплазма состоит из цитозоля, иначе именуемого гиалоплазмой, в которой содержится вода, растворённые в ней вещества, включая белки, сахара и жиры, а ещё цитоскелет, состоящий из белков. Во-вторых, цитоплазма состоит из органоидов (они же органеллы), осуществляющих ряд жизненно необходимых функций, от синтезирования веществ до их усваивания и выделения энергии. Но помимо постоянно присутствующих органелл, в цитоплазме есть ещё непостоянные элементы, называемые включениями.

Включения не являются постоянными составляющими цитоплазмы, они возникают как результат различных химических реакций и метаболических процессов как в самой клетке, так и в организме в целом, и на их появление и исчезновение влияет то, в каком состоянии находится клетка и организм. Цитоплазматические включения могут выглядеть как зёрна, капли, вакуоли, гранулы, камешки, могут принимать разную форму и любой размер, а ещё они различны по химическому составу.

Включения делятся на несколько видов. Так, трофическими включениями называют питательные запасы клетки, в основе которых углеводы и жиры (белки в качестве трофических включений присутствуют только внутри яйцеклеток). Функцией пигментных включений является окраска клеток и тканей в определённый цвет. Специфическими являются секретные включения, которые накапливают железистые клетки. Продуктами жизнедеятельности клеток являются экскреты, они в обязательном порядке удаляются из них.

Структура клеточной цитоплазмы

Цитоплазма не имеет выхода к внешней среде благодаря клеточной мембране, выстроенной из липидов и белков, она защищает содержимое клетки от внешних раздражителей и сохраняет клетку целой. Но мембраны есть и внутри цитоплазмы. Такое разделение цитоплазмы на отсеки, в которых могут находиться органеллы (по крайней мере, у эукариотических клеток), в научной среде принято называть компартментализацией (или компартментацией).

И большинство органелл (а речь идёт об эндоплазматическом ретикулуме, а точнее, его цистернах, о митохондриях, аппарате Гольджи, пероксисомах, лизосомах, встречающихся в растительных клетках хлоропластах) являются именно компартментами, но к компатрментам относят также и цитозоль и ядро. Разделяющие эти отсеки мембраны состоят из бислоя из липидов (прежде всего, фосфолипидов) и белков.

Мембраны проницаемы для одних веществ и непроницаемы для других. Диффузия веществ через мембраны называется транспортом, и он может требовать энергетических затрат, а может и не требовать (транспорт, соответственно, может быть активным и пассивным). Во время пассивного транспорта вещества переходят из тех областей, где их больше, в те области, где их меньше.

Пассивный транспорт делится на четыре вида. Первым называют простую диффузию веществ (кислорода и углекислого газа) прямиком сквозь мембрану. Вторым называют диффузию веществ (ионов калия, натрия, кальция), осуществляющуюся по мембранным каналам. Третьим называют облегчённую диффузию, где переносу помогают специальные белки, осуществляющие распределение конкретных молекул (в первую очередь, молекул аминокислот, глюкозы и нуклеотидов) в нужные области. И четвёртым видом является осмос, или перенос молекул растворителя, коим для питательных веществ внутри клеток является вода. Активный же транспорт веществ требует затрат АТФ для того, чтобы преодолеть электрохимический градиент.

Видами активного транспорта являются эндоцитоз (захват с поглощением как крупных частиц, макромолекул, частиц клеток и даже других клеток целиком (фагоцитоз), так и жидких растворов и суспензий (пиноцитоз)), экзоцитоз (выделение разных веществ, в том числе экскретных, из клеток), а также натрий-калиевый насос, обеспечивающий постоянный баланс положительных ионов калия и натрия внутри клетки и снаружи.

Кстати, цитозоль имеет как жидкую фазу, так и твёрдую. Если жидкой являются истинный и коллоидный растворы веществ, то твёрдой является цитоскелет, состоящий из полых микротрубочек (диаметр от 20 до 30 нанометров), которые пронизывают весь объём цитоплазмы, микрофиламентов (сплетений и пучков нитей) и промежуточных филаментов (образований, похожих на нити).

Микротрубочки, стенки которых состоят из свёрнутых нитей белка под названием тубулин, помогают в транспорте питательных веществ, а также обеспечивают опору клетки, фиксируют органеллы в одном месте и не дают клетке растягиваться и сжиматься. Глобулярный белок актин лежит в основе микрофиламентов, которые располагаются преимущественно возле плазматической мембраны, помогают менять её форму, создавать углубления и выросты, нужные для процессов фагоцитоза и пиноцитоза. Промежуточные филаменты отличаются диаметром в 10 нанометров (в среднем), но нитевидные структуры намного тоньше микротрубочек (от 2 до 2,5 раз), и функция промежуточных филаментов в том, чтобы помогать движению цитоплазмы и формировать цитоскелет.

Движение клеточной цитоплазмы

В научных кругах движение цитоплазмы называют эндоплазматическим, или цитоплазматическим потоком, а также циклозом, и это свойственно и эукариотическим, и прокариотическим клеткам. Дело в том, что цитоплазма не просто так обладает способностью к постоянному движению внутри клетки, это необходимо для доставки различных веществ клеточным органоидам, распределения генетической информации и осуществления обменных процессов, важных для жизнедеятельности клетки.

К тому же, в растительных клетках в циклозе участвуют хлоропласты, это нужно для оптимального расположения в клетке, чтобы получить наибольшее количество световой энергии в процессе фотосинтеза. А у одноклеточных организмов через циклоз осуществляется их перемещение в пространстве. А ещё циклоз показывает уровень жизнедеятельности структур клеток, причём чувствительность цитоплазматического потока очень высокая, ведь на скорость движения или на его остановку может повлиять даже незначительное внешнее воздействие.

Циклоз возможен благодаря микрофиламентам, составляющей цитоскелета, о которой было указано выше, источник движения — АТФ. Движение цитоплазмы может быть спонтанным, постоянным, индуцированным в результате воздействия внешних факторов (к коим можно отнести освещённость, температура, механическое воздействие, химические реакции, и другое).

Но всё же движение осуществляется по трём видам: по круговому, струйчатому и колебательному. Первый вид, также называемый вращательным или ротационным, свойственен тем клеткам, в центре которых находится крупная вакуоль, а цитоплазма располагается у клеток, в таких клетках движение круговое, но только в одном и том же направлении. Второй вид осуществляется в виде множества тонких струек и проходит во всех направлениях, и такое свойственно молодым клеткам.

Деление клеточной цитоплазмы

Деление цитоплазмы происходит во время митоза, или непрямого деления клеток. Во время митоза хромосомы в ядрах дочерних клеток распределяются в строго одинаковом порядке. Митоз в принципе является важнейшим процессом жизни каждого живого организма (в первую очередь, каждого многоклеточного организма), поскольку таким образом увеличивается количество тканевых клеток.

В среднем, митоз длится от часа до 2 часов. Митоз животных клеток осуществляется за полчаса или за час, а митоз растительных — в течение двух-трёх часов. Митоз характерен только для эукариотических клеток. У человека все клетки (кроме половых гамет, которые делятся мейозом) производятся в результате митоза.

Есть условное деление процесса митоза по фазам, а именно на препрофазу (есть только у растительных клеток), профазу (когда в ядре накапливаются конденсированные хромосомы), прометафазу (ядерная оболочка разрушается, и все хромосомы чётко разделены на половины и распределены по веретену деления), метафазу (хромосомы оказываются на экваториальной плоскости делящейся клетки), анафазу (хромосомы разделяются на сестринские хроматиды, параллельно появляются дочерние хромосомы, и вместе они отходят к полюсам веретена деления, которые начинают дальше отдаляться друг от друга) и телофазу (дочерние хромосомы, достигнув противоположных полюсов веретена деления, перестают быть конденсированными, и вокруг каждого готового набора хромосом формируется ядерная оболчка). При этом у каждого организма свои морфологические особенности, поэтому количество фаз, равно как и порядок фаз, различается.

Собственно говоря, полноценно делиться цитоплазма начинает в конце последней фазы, телофазы, когда происходит цитокинез, или цитотомия. Результатом цитокинеза становится формирование двух (или более) дочерних клеток. Разделение цитоплазмы может начаться ещё во время анафазы, а может и продолжиться даже после того, как осуществилась телофазы.

Для животных клеток свойственен цитокинез путём деления поперечной перетяжкой, то есть цитоплазма стягивается под действием сокращающегося сократительного кольца, пока не разделяется окончательно. Для растительных есть другой способ цитокинеза, путём образования клеточной пластинки, которая изнутри вырастает в полноценную клеточную стенку при формировании двух новых клеток.

Органоиды клеточной цитоплазмы

В цитоплазме содержатся постоянные компоненты внутренней среды клетки, называемые органоидами, или органеллами. Они могут быть как мембранными, так и немембранными, мембранные органеллы делятся на одномембранные и двумембранные. Органеллы у эукариотических клеток также делятся на три типа.

Первый тип представляет собой эндомембранную систему, состоящую из ядра и ядерной оболочки, клеточной мембраны, аппарата (комплекса) Гольджи, парентосом, аутофагосом, меланосом, пероксисом, глиоксисом, гликосом, тельца Воронина, эндоплазматического ретикулума, цитоплазматических гранул, а также везикул наподобие экзосом, лизосом, эндосом, фагосом, вакуолей, акросом, апикального тельца и телец Вайбеля — Паладе.

Ко второму, особому типу органоидов относят цитоскелет (включает в себя микрофиламенты, промежуточные филаменты, микротрубочки, центр организации микротрубочек, состоящий из клеточного центра, или центросомы, центриоля и кинетосомы, при этом в мышечных клетках могут встречаться миофибриллы, а в грибных клетках вместо центросомы есть полярное тельце веретена).

Наконец, третьим типом называют эндосимбионты, а именно: митохондрию и присутствующие в клетках растений пластиды наподобие хлоропластов, хромопластов, геронтопластов, лейкопластов, амилопластов, элайопластов, протеинопластов и танносом.

Также отдельно выделяют ряд других внутренних органелл наподобие рибонуклеопротеидов (рибосом, сплайсосом и цитоплазматического рибонуклеопротеина vault), протеасомы и стигмы, или глазка. Отдельные клетки обладают внешними органеллами наподобие ундулоподии (к видам которой относят реснички, жгутик, аксонему и радиальные спицы) и клеточной стенки у растительных клеток.

Что же касается количества и наличия мембран, то под это разделение никак не подпадает цитоскелет, зато в числе одномембранных есть много органелл наподобие лизосом, эндоплазматического ретикулума, комплекса Гольджи и плазматической мембраны, среди двумембранных — органоиды наподобие ядра, пластид и митохондрий, а в числе немембранных указывают клеточный центр с рибосомами.

Цитоплазму называют внутренней средой организма, потому что она постоянно перемещается и приводит в движение все клеточные компоненты. В цитоплазме постоянно идут обменные процессы, содержатся все органические и не органические вещества.

Строение

Цитоплазма состоит из постоянной жидкой части – гиалоплазмы и элементов, которые меняются – органелл и включений.

Органеллы цитоплазмы делятся на мембранные и немембранные, последние в свою очередь могут быть двухмембранные и одномембранные.

Немембранные органеллы: рибосомы, вакуоли, центросома, жгутики.
Двухмембранные органеллы: митохондрии, пластиды, ядро.
Одномембранные органеллы: аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли эндоплазматический ретикулум.

Также к компонентам цитоплазмы относятся клеточные включения, представлены в виде липидных капель или гранул гликогена.

Основные признаки цитоплазмы:

Бесцветная;
эластичная;
слизисто-вязкая;
структурированная;
подвижная.

Жидкая часть цитоплазмы по своему химическому составу отличается в клетках разной специализации. Основное вещество – вода от 70% до 90%, также в состав входят протеины, углеводы, фосфолипиды, микроэлементы, соли.

Кислотно-щелочное равновесие поддерживается на уровне 7,1–8,5pH (слабощелочное).

Цитоплазма, при изучении на большом увеличении микроскопа, не является однородной средой. Различают две части – одна находится на периферии в области плазмолеммы (эктоплазма), другая – возле ядра (эндоплазма).

Эктоплазма служит связующим звеном с окружающей средой, межклеточной жидкостью и соседними клетками. Эндоплазма – это место расположения всех органелл.

В структуре цитоплазмы выделяют особые элементы – микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки – немембранные органоиды, необходимые для перемещения органелл внутри клетки и образования цитоскелета. Глобулярный белок тубулин – основное строительное вещество для микротрубочек. Одна молекула тубулина в диаметре не превышает 5нм. При этом молекулы способны объединятся друг с другом, вместе образуя цепочку. 13 таких цепочек формируют микротрубочку диаметром 25нм.

Молекулы тубулина находятся в постоянном движении для формирования микротрубочек, если на клетку воздействуют неблагоприятные факторы, процесс нарушается. Микротрубочки укорачиваются или вовсе денатурируются. Эти элементы цитоплазмы очень важны в жизни растительных и бактериальных клеток, так как принимают участие в строении их оболочек.

Микротрубочки и микрофиламенты

Микрофиламенты – это субмикроскопические немембранные органеллы, которые образуют цитоскелет. Также входят в состав сократительного аппарата клетки. Микрофиламенты состоят из двух видов белка – актина и миозина. Актиновые волокна тонкие до 5нм в диаметре, а миозиновые толстые – до 25нм. Микрофиламенты в основном сосредоточены в эктоплазме. Существуют также специфические филаменты, которые характерны для конкретного вида клеток.

Микротрубочки и микрофиламенты вместе образуют цитоскелет клетки, который обеспечивает взаимосвязь всех органелл и внутриклеточный метаболизм.

В цитоплазме также выделяют высокомолекулярные биополимеры. Они объединяются в мембранные комплексы, которые пронизывают все внутреннее пространство клетки, предопределяют месторасположение органелл, отграничивают цитоплазму от клеточной стенки.

Особенности строения цитоплазмы заключаются в способности изменять свою внутреннюю среду. Она может пребывать в двух состояниях: полужидком (золь) и вязком (гель). Так, в зависимости от влияния внешних факторов (температура, радиация, химические растворы), цитоплазма переходит из одного состояния в другое.

Функции

Наполняет внутриклеточное пространство;
связывает между собой все структурные элементы клетки;
транспортирует синтезированные вещества между органоидами и за пределы клетки;
устанавливает месторасположение органелл;
является средой для физико-химических реакций;
отвечает за клеточный тургор, постоянство внутренней среды клетки.

Функции цитоплазмы в клетке зависят также от вида самой клетки: растительная она, животная, эукариотическая или прокариотическая. Но во всех живых клетках в цитоплазме происходит важное физиологическое явление – гликолиз. Процесс окисления глюкозы, который осуществляется в аэробных условиях и заканчивается высвобождением энергии.

Движение цитоплазмы

Цитоплазма находится в постоянном движении, эта характеристика имеет огромное значение в жизни клетки. Благодаря движению возможны метаболические процессы внутри клетки и распределение синтезированных элементов между органеллами.

Биологи наблюдали движение цитоплазмы в больших клетках, при этом следя за перемещением вакуоль. За движение цитоплазмы отвечают микрофиламенты и микротрубочки, которые приводятся в действие при наличии молекул АТФ.

Движение цитоплазмы показывает, насколько активны клетки и способны к выживанию. Этот процесс зависим от внешних воздействий, поэтому малейшие изменения окружающих факторов приостанавливают или ускоряют его.

Роль цитоплазмы в биосинтезе белка. Биосинтез белка осуществляется при участии рибосом, они же непосредственно находятся в цитоплазме или на гранулярной ЭПС. Также через ядерные поры в цитоплазму поступает иРНК, которая несет информацию, скопированную с ДНК. В экзоплазме содержатся необходимые аминокислоты для синтеза белка и ферменты, катализирующие эти реакции.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Цитоплазма

Цитоплазма (греч. kytos (cytos) — сосуд, вместилище, клетка и plasma — образование) — содержимое клетки, заполняющее пространство внутри клеточной мембраны (за исключением ядра); состоит из относительно гомогенной части — гиалоплазмы, представляющей собой коллоидный раствор, и находящихся в ней обязательных клеточных компонентов (органоидов) и непостоянных структур (включений).

В цитоплазме происходит подавляющее большинство клеточных процессов. В гиалоплазме протекает гликолиз, синтез жирных кислот, нуклеотидов и других веществ. Важнейшая роль цитоплазмы заключается в объединении всех клеточных структур и обеспечении их взаимодействия.

Функции цитоплазмы

Функция	Пояснение
Транспортная	Цитоплазма осуществляет связи между ядром и органоидами клетки
Средообразующая	Жидкая часть цитоплазмы — гиалоплазма — является средой для протекания многих процессов обмена веществ в клетке (кроме синтеза нуклеиновых кислот)

На микрофотографии: цитоплазма клетки с органоидами

Цитоплазма способна к воспроизведению и при частичном удалении может восстановливаться. Однако нормально функционирует цитоплазма только в присутствии ядра.

Цитоплазма является динамической структурой: иногда в клетках заметно круговое движение цитоплазмы — циклоз , в которое вовлекаются органоиды и включения.

Плазмолиз (греч. plásma — вылепленное, оформленное и lýsis — разложение, распад) — отставание цитоплазмы от оболочки при погружении клетки в гипертонический раствор.

Плазмолиз характерен главным образом для растительных клеток, имеющих прочную целлюлозную клеточную стенку. Животные клетки при перенесении в гипертонический раствор сжимаются.

В зависимости от вязкости цитоплазмы, от разницы между осмотическим давлением клетки и внешнего раствора и от времени пребывания клетки в гипертоническом растворе различают уголковый, выпуклый, вогнутый и судорожный плазмолиз.

В результате плазмолиза клетка может погибнуть. Иногда плазмолизированные клетки остаются живыми; при погружении таких клеток в воду или гипотонический раствор происходит деплазмолиз .

Цитоплазма — это особый рабочий аппарат клетки, в котором происходят основные процессы обмена веществ и превращения энергии и сосредоточены органоиды.

Функциональный аппарат цитоплазмы состоит из:

гиалоплазмы - основной цитоплазмы. Это коллоидные растворы белков и других органических веществ с истинными растворами минеральных солей;
немембранных структур;
мембранных структур и их содержимого.

Гиалоплазма (греч. hyalos — стекло, стекловидный и plasma — образование) — жидкая часть цитоплазмы, не содержащая структур, различимых в световом микроскопе. Это основное вещество клетки, заполняющее пространство между органоидами. Гиалоплазму также называют цитоплазматическим матриксом (греч. matrix - основа), или цитозолем.

Основная функция гиалоплазмы — объединение всех клеточных структур и обеспечение их химического взаимодействия и транспортных процессов внутри клетки.

Основное вещество гиалоплазмы — это вода (80-90%). Содержание полимерных органических веществ достигает 7-10%, главным образом это белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты. Биополимерные соединения образуют с водой коллоидную систему, которая в зависимости от условий может быть более плотной (в форме геля) или более жидкой (в форме золя). Кроме того, в гиалоплазме содержатся липиды, аминокислоты, моносахара, нуклеотиды и другие низкомолекулярные органические вещества, а также неорганические ионы.

Читайте также: