§ 13. Цитоплазма и одномембранные органоиды клетки

Ст. 77

Рассмотрите рис. 48. Какие органоиды растительной и животной клеток имеют одномембранное строение?

Эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток.

Ст. 82

1. Какие органоиды клетки относят к одномембранным структурам? Опишите их строение. Из каких веществ они состоят?

Эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток, пероксисомы.

— Эндоплазматическая сеть: Эта одномембранная клеточная структура представляет собой систему многочисленных замкнутых канальцев, цистерн, которые пронизывают всю цитоплазму.

— Аппарат Гольджи: Это также одномембранная структура, состоящая из стопок уплощённых мембранных мешочков, цистерн и пузырьков

— Лизосомы: Это тельца различной формы в виде мембранных пузырьков, заполненных гидролитическими ферментами, которые осуществляют расщепление поступающих в клетку органических веществ в присутствии воды.

— Вакуоли: Они представляют собой одномембранные мешки, заполненные клеточным соком.

— Пероксисомы: Это шарообразные тельца, по размеру в два — три раза большие, чем лизосомы. Пероксисомы содержат фермент каталазу, катализирующий разложение пероксида водорода до воды с выделением кислорода.

2. Какие функции выполняют в клетке одномембранные органоиды?

Эндоплазматическая сеть – осуществляет транспорт веществ во все части клетки.

Аппарат Гольджи – обеспечивает упаковку, созревание и вынос синтезируемых веществ из клетки.

Лизосомы – осуществляют расщепление поступающих в клетку органических веществ в присутствии воды.

Пероксисомы – содержат фермент каталазу, катализирующий разложение пероксида водорода до воды с выделением кислорода.

Вакуоли – поддерживают тургорное давление клетки. В них, как и в лизосомах, содержатся гидролитические ферменты. В живых клетках они не могут пройти через мембрану. Но когда клетка погибает, гидролитические ферменты освобождаются и вызывают автолиз.

3. Приведите примеры клеток и тканей, где одномембранные органоиды наиболее хорошо развиты. Объясните, с чем это связано.

Хорошо развитый аппарат Гольджи присутствует в секреторных клетках желез, а также в клетках печени и почках. Комплекс Гольджи выполняет много важных функций. По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки – белки, углеводы и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются, а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее и используются в организме. Например, в клетках поджелудочной железы млекопитающих синтезируются пищеварительные ферменты, которые накапливаются в полостях органоида.

Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений: во многих зрелых клетках растений они составляют более половины объёма клетки. Одна из важных функций растительных вакуолей – накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления).

Вакуоль – это место запаса воды. Вакуоли растений наполнены бесцветным или окрашенным клеточным соком.

4. С какой из мембран (наружной клеточной или ядерной) могут соединяться:

а) эндоплазматическая сеть пронизывает цитоплазму, соединяясь с клеточной и ядерной мембранами и аппаратом Гольджи.

б) аппарат Гольджи – мембраны аппарата Гольджи способны встраиваться в наружную плазматическую мембрану.

в) лизосомы – так как гидролитические ферменты лизосом обеспечивают внутриклеточное переваривание всех органических макромолекул, они должны быть хорошо изолированы от остального содержимого клетки. В норме мембрана лизосом непроницаема для ферментов.

5. Назовите процессы, протекающие в клетке, где участвуют одномембранные органоиды. Какая существует связь между строением органоидов и их функциями?

Одномембранные органоиды участвуют в: а) Биосинтезе белков (шероховатая ЭПС), б) Синтезе липидов (гладкая ЭПС), в) Синтезе лизосом (аппарат Гольджи), г) Расщеплении и переваривании органических веществ (лизосомы),

д) Транспорте веществ (внешняя мембрана), е) накопление клеточного сока и запасных питательных веществ (вакуоль).

Строение органоидов и их функции соподчинены и взаимосвязаны.

6. Опишите взаимосвязь одномембранных органоидов клетки (см. рис. 53).

Все одномембранные органоиды клетки взаимосвязаны. На ЭПС синтезируются белки, ферменты, гормоны и др. В аппарате Гольджи эти вещества упаковываются, частично используются для нужд клетки, а также транспортируются наружу. Из аппарата Гольджи формируются лизосомы, которые обеспечивают внутриклеточное переваривание и вынос непереваренных остатков из клетки.

7. Опишите строение и функции вакуоли в растительной клетке. Объясните, как она образуется, какие вещества накапливаются в вакуоли. В клетках каких растительных тканей хорошо развиты вакуоли? С чем это связано?

Они представляют собой одномембранные мешки, заполненные клеточным соком. В отличие от пищеварительных вакуолей в них накапливаются питательные вещества и различные конечные продукты обменных процессов клетки. В клеточном соке растворены сахара, пигменты, минеральные соли, органические кислоты, ферменты. В молодых растительных клетках вакуоли мелкие и их может быть много. По мере роста клетки несколько вакуолей сливаются вместе и образуется одна большая. Вакуоли образуются из пузыревидных расширений эндоплазматической сети или из пузырьков комплекса Гольджи. В молодых клетках растений возникает много небольших вакуолей. Увеличиваясь, они сливаются в одну центральную вакуоль, которая может занимать до 90 % объема клетки. Вакуоли играют главную роль в поглощении воды растительными клетками. Вода поступает в вакуоль путем осмоса (так как клеточный сок является более концентрированным раствором, чем гиалоплазма) и оказывает давление на цитоплазму, а тем самым и на оболочку клетки. В результате в клетке развивается тургорное давление, которое обусловливает напряженное состояние клеточной оболочки, а также ее растяжение во время роста клетки. В запасающих тканях растений вместо одной центральной вакуоли часто бывает несколько. В них накапливаются запасные питательные вещества.