Органоиды отвечающие за дыхание клетки. Клеточное дыхание и его строение

Органоиды клетки, они же органеллы, представляют собой специализированные структуры собственно клетки, отвечающие за различные важные и жизненно необходимые функции. Почему же все-таки «органоиды»? Просто тут эти компоненты клетки сопоставляются с органами многоклеточного организма.

Какие органоиды входят в состав клетки

Также порой под органоидами понимается исключительно лишь постоянные структуры клетки, которые находятся в ее . По этой же причине ядро клетки и ее ядрышко не называют органоидами, равно как и не являются органоидами , реснички и жгутики. А вот к органоидам, входящим в состав клетки относятся: , комплекс , эндоплазматическая сеть, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, лизосомы. По сути это и есть основные органоиды клетки.

Если речь идет о животных клетках, то в число их органоидов также входят центриоли и микрофибриллы. А вот в число органоидов растительной клетки еще входят только свойственные растениям пластиды. В целом состав органоидов в клетках может существенно отличатся в зависимости от вида самой клетки.

Рисунок строения клетки, включая ее органоиды.

Двумембраные органоиды клетки

Также в биологии существует такое явление как двумембраные органоиды клетки, к ним относятся митохондрии и пластиды. Ниже мы опишем свойственные им функции, впрочем, как всех других основных органоидов.

Функции органоидов клетки

А теперь коротко опишем основные функции органоидов животной клетки. Итак:

• Плазматическая мембрана – тонкая пленка вокруг клетки состоящая из липидов и белков. Очень важный органоид, который обеспечивает транспортировку в клетку воды, минеральных и органических веществ, удаляет вредные продукты жизнедеятельности и защищает клетку.
• Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки. Обеспечивает связь между ядром и органоидами.
• Эндоплазматическая сеть – она же сеть каналов в цитоплазме. Принимает активное участие в синтезе белков, углеводов и липидов, занимается транспортировкой полезных веществ.
• Митохондрии – органоиды, в которых окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ с участием ферментов. По сути митохондрии это органоид клетки, синтезирующий энергию.
• Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты) – как мы упоминали выше, встречаются исключительно у растительных клеток, в целом их наличие является главной особенностью растительного организма. Играют очень важную функцию, например, хлоропласты, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, у растения отвечают за явление .
• Комплекс Гольджи – система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной. Осуществляют синтез жиров и углеводов на мембране.
• Лизосомы - тельца, отделенные от цитоплазмы мембраной. Имеющиеся в них особые ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул. Также лизосома является органоидом, обеспечивающим сборку белка в клетках.
• - полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

В целом все органоиды являются важными, ведь они регулируют жизнедеятельность клетки.

Основные органоиды клетки, видео

И в завершение тематическое видео про органоиды клетки.

Функции органоидов клетки

Органоиды клетки и их функции:

1. Клеточная оболочка - состоит из 3 слоев:

1. жесткая клеточная стенка;

2. тонкий слой пектиновых веществ;

3. тонкая цитоплазматическая нить.

Клеточная оболочка обеспечивает механическую опору и защиту, скрепляет друг с другом соседние клетки, объединяет протопласты соседних клеток в единую систему.

2. Плазматическая мембрана - имеет сложную структуру, состоит из расположенных определенным образом слоев липидов и белков. Обеспечивает избирательно проницаемый барьер, регулирующий обмен между клеткой и средой.

3. Цитоплазма - внутренняя полужидкая среда клетки. В цитоплазме протекают процессы обмена веществ, она объединяет органоиды клетки в единое целое и обеспечивает их взаимодействие.

4. Ядро - заключено в оболочку из двух мембран, компоненты ядра - клеточный сок, хроматин и ядрышко. Хромосомы ядра регулируют все виды клеточной активности: деление ядра лежит в основе самовоспроизведения.

5. Ядрышко - небольшая структура, включенная в ядро. Ядрышко - это место образования рибосом.

6. Эндоплазматический ретикулум (ЭР) - система уплощенных мембранных мешочков - цистерн. Поверхность шероховатого ЭР покрыта рибосомами, гладкого ЭР - нет. По цистернам шероховатого ЭР транспортируется белок, синтезированный на рибосомах. Гладкий ЭР - место синтеза липидов и стероидов.

7. Рибосомы - состоят из 2 субчастиц - большой и малой. Могут быть связаны с ЭР или свободно лежать в цитоплазме. Рибосомы - место синтеза белков.

8. Митохондрии - окружены оболочками из двух мембран. Внутренние мембраны образуют складки (кристы), внутреннее содержимое митохондрии - матрикс. Участвуют в процессах внутриклеточного окисления, обеспечивают энергетический запас.

9. Аппарат Гольджи - стопка уплощенных мембранных мешочков цистерн с непрерывно отделяющимися пузырьками. Участвует в процессе секреции, в нем образуются лизосомы.

10. Лизосомы - одномембранный мешочек, заполненный пищеварительными ферментами. Выполняют функции, связанные с распадом структур или молекул в клетке.

11. Клеточный центр - состоит из 2 мельчайших частиц - центриолей. Участвует в образовании веретена деления.

12. Пластиды - двухмембранный органоид растительной клетки. Хромопласты содержат пигменты, лейкопласты - запасное вещество (крахмал). Выполняют сигнальную (хромопласты) и запасную (лейкопласты) функции.

13. Хлоропласты - крупная пластида, содержащая хлорофилл. Участвует в процессе фотосинтеза.

14. Вакуоль - органоид содержит клеточный сок, ограничен одной мембраной. Выполняет запасающую функцию.

Клеточное дыхание и его строение

Клеточное дыхание, или тканевое дыхание, или внутреннее дыхание - это совокупность управляемых окислительно-восстановительных реакций в клетке, главным назначением и результатом которых является образование энергии.

Окислительно-восстановительной реакцией называется процесс передачи электронов одним веществом (атом, молекула, ион) другому веществу. В соответствии с названием эта реакция состоит из двух синхронных взаимодействующих конкурирующих обратимых процессов: окисление и восстановление. Окислением называется процесс отдачи одним веществом электронов другому веществу. Вещество, которое является донором электронов называется восстановителем и обозначается Red. В результате окислительно-восстановительной реакции восстановитель переходит в сопряжённую окисленную форму. Восстановлением называется процесс присоединения веществом электронов, отдаваемых другим веществом. Вещество акцептор электронов называется окислителем и обозначается Ox. В результате окислительно-восстановительной реакции окислителель переходит в сопряжённую восстановленную форму.

Представления об окислительно-восстановительных реакциях подобны представлениям о кислотно-основных реакциях (теория Бренстеда-Лоури, Бренстед Йоханнес Николаус, Bronsted, Johannes Nicolaus, 1879-1914, датский физикохимик; Лоури Томас Мартин, Lowry Thomas Martin, 1874-1936, английский химик). Кислота является донором, а основание акцептором протона. Кислоты и основания существуют только как сопряженные пары. Протон не существует в растворе в свободном виде, в воде он образует ион OH3+. Главной особенностью кислотно-основных реакций является конкуренция за протоны между двумя парами сопряжённых кислот и оснований. Аналогично, главной особенностью окислительно-восстановительных реакций является конкуренция за электроны (как за протоны в кислотно-основных парах) между двумя парами сопряженных окислителей и восстановителей (редокс пары).

Характерным признаком окислительно-восстановительных реакций является изменение степени окисленности вещества. Окисление сопровождается повышением степени окисленности вещества. Восстановление сопровождается понижением степени окисленности восстанавливаемого вещества. Окислительно-восстановительные реакции в организме катализируются ферментами оксиредуктазами.

белок аминокислотный состав клеточный

Субстратами клеточного дыхания являются питательные вещества, поступающие в организм с пищей (углеводы, липиды, белки). Значительная часть энергии, образующейся в процессе окисления питательных веществ, запасается в универсальном носителе энергии - молекулах нуклеотида, называемого аденозинтрифосфатом (АТФ). Когда клетка для осуществления процессов жизни, в том числе и для осуществления внешнего дыхания, нуждается в энергии, единственное, что требуется для её получения - гидролиз АТФ. Таким образом, АТФ - это связующее звено между клеточным дыханием и процессами жизнедеятельности, требующими затрат энергии.

Реакции окисления в клетке могут осуществляться как с участием кислорода, так и без участия кислорода. Если окисление питательных веществ осуществляется с участием кислорода, его называют аэробным клеточным дыханием. Если окисление питательных веществ осуществляется без участия кислорода (окисление одного субстрата за счет восстановления другого), то его называют анаэробным клеточным дыханием.

Органелла - это крошечная клеточная структура, которая выполняет определенные функции внутри . Органеллы встроены в цитоплазму . В более сложных эукариотических клетках органеллы часто окружены собственной мембраной. Подобно внутренним органам тела, органеллы специализированы и выполняют конкретные функции, необходимые для нормальной работы клеток. Они имеют широкий круг обязанностей: от генерирования энергии до контроля роста и размножения клеток.

Эукариотические органеллы

Эукариотические клетки представляют собой клетки с ядром. Ядро - важная органелла, окруженная двойной мембраной, называемая ядерной оболочкой, отделяющая содержимое ядра от остальной части клетки. Эукариотические клетки также содержат , и различные клеточные органеллы. Примерами эукариотических организмов являются животные, растения, и . и содержат много одинаковых или отличающихся органелл. Есть также некоторые органеллы, обнаруженные в растительных клетках, но не встречающиеся в клетках животных и наоборот. Примеры основных органелл, содержащихся в клетках растений и животных включают:

• - связанная с мембраной структура, которая содержит наследственную (ДНК) информацию, а также контролирует рост и размножение клетки. Это обычно самая важная органелла в клетке.
• , как производители энергии, преобразуют энергию в формы, которые может использовать клетка. Они также участвуют в других процессах, таких как , деление, рост и .
• - обширная сеть трубочек и карманов, синтезирующая мембраны, секреторные белки, углеводы, липиды и гормоны.
• - структура, которая отвечает за производство, хранение и доставку определенных клеточных веществ, особенно из эндоплазматического ретикулума.
• - органеллы, состоящие из РНК и белков и отвечают за биосинтез белка. Рибосомы расположены в цитозоле или связаны с эндоплазматическим ретикулумом.
• - эти мембранные мешочки ферментов перерабатывают органический материал клетки путем переваривания клеточных макромолекул, таких как нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры и белки.
• , как и лизосомы связаны мембраной и содержат ферменты. Они способствуют детоксикации спирта, образует желчную кислоту и разрушает жиры.
• - заполненные жидкостью замкнутые структуры, чаще всего встречаются в растительных клетках и грибах. Они отвечают за широкий спектр важных функций, включая хранение питательных веществ, детоксикацию и вывод отходов.
• - пластиды, содержащиеся в клетках растений, но отсутствующие в животных клетках. Хлоропласты поглощают энергию солнечного света для .
• - жесткая внешняя стенка расположенная рядом с плазматической мембраной в большинстве растительных клеток, обеспечивающая поддержку и защиту клетки.
• - цилиндрические структуры встречаются в клетках животных и помогают организовать сборку микротрубочек во время .
• - волосковидные образования с наружной стороны некоторых клеток, которые осуществляют клеточною локомоцию. Они состоят из специализированных групп микротрубочек, называемых базальными телами.

Прокариотические клетки

Прокариотические клетки имеют структуру, которая менее сложна, чем у эукариотических клеток. У них нет ядра, где ДНК связано мембраной. Прокариотическая ДНК содержится в области цитоплазмы, называемой нуклеоидом. Подобно эукариотическим клеткам, прокариотические имеют плазматическую мембрану, клеточную стенку и цитоплазму. В отличие от эукариот, прокариоты не содержат связанных с мембраной органелл. Однако они имеют некоторые неперепончатые органеллы, такие как рибосомы, жгутики и плазмиды (круговые структуры ДНК, которые не участвуют в размножении). Примерами прокариотических клеток являются и .

Мембранные органеллы клетки, отвечающие за накопление энергии и клеточное дыхание, называются митохондриями. Они присутствуют в эукариотических клетках автотрофов и гетеротрофов. Впервые обнаружены в 1850 году в мышечных клетках.

Строение

Митохондрии - округлые или вытянутые органоиды, размеры которых колеблются от 0,2 до 2 мкм. Органеллы состоят из двух мембран. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя образует складки - кристы, отвечающие за клеточное дыхание. Между мембранами находится пространство в 6-10 нм.

Складки внутренней мембраны заполнены жидкостью - матриксом, который содержит рибосомы, белки, ферменты, ДНК, РНК.

Рис. 1. Внутреннее строение митохондрии.

Существует гипотеза, что митохондрии имеют бактериальное происхождение. Прокариоты захватывали посредством фагоцитоза бактерии, которые могли генерировать энергию. Постепенно бактерии внедрились в структуру клетки и стали её органеллой.

Свою генетическую систему митохондрии сохранили даже в составе клетки. Процесс биосинтеза белка в клетках происходит в рибосомах, расположенных на ЭПР. Однако митохондрии имеют собственную ДНК и рибосомы и способны самостоятельно производить белок.

Дыхание

Процесс окисления, т.е. клеточного дыхания, происходит в матриксе и на внутренних мембранах митохондрии. При метаболизме сложные вещества расщепляются до мономеров. Крахмал распадается до глюкозы, которая в бескислородной среде цитоплазмы расщепляется до пировиноградной кислоты (ПВК). При этом образуется две молекулы АТФ. В присутствии кислорода ПВК окисляется до углекислого газа и воды, т.е. осуществляется процесс дыхания в митохондриях.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Окисление происходит в два этапа:

• в матриксе - образуется углекислый газ, водород и 2 молекулы АТФ (цикл Кребса);
• на кристах - окисление водорода, образование воды и 36 молекул АТФ.

Дыхание на кристах (транспорт электронов) осуществляется с помощью дыхательной цепи, являющейся частью окислительного фосфорилирования (образования АТФ) и состоящей из двух компонентов:

• белковых комплексов (I, III и IV), встроенных в мембрану;
• белковых молекул-переносчиков (цитохром и убихинон).

Всего образуется 38 молекул АТФ, которые используются в процессах анаболизма. Вот почему митохондрии называют энергетическими станциями клеток.

Рис. 2. Схема дыхания в митохондриях.

Число митохондрий зависит от типа клетки и выполняемых функций. Чем выше потребность в энергии, тем больше митохондрий находится в клетке (до 2500).

Пластиды

Дополнительными органеллами растительной клетки, схожими по строению и функциям с митохондриями, являются пластиды. Они состоят из двух или четырёх мембран и бывают трёх видов:

• лейкопласты;
• хромопласты;
• хлоропласты.

Лейкопласты - бесцветные органеллы, которые зачастую находятся в корнях растений (не на свету). Они накапливают питательные вещества, например, в виде крахмала. На свету в лейкопластах образуется хлорофилл - зелёный пигмент.

Хромопласты содержат пигменты разных цветов (красный, жёлтый, фиолетовый). Они находятся в лепестках цветов и придают окраску венчику для привлечения насекомых.

Хлоропласты содержат пигменты (хлорофилл, каротиноид, ксантофилл), с помощью которых осуществляется процесс фотосинтеза. Внутри содержится студенистое вещество - строма, отвечающее за тёмную фазу фотосинтеза. В строме находятся ДНК, масла, рибосомы, а также мембранные структуры - тилакоиды, которые образуют граны, похожие на стопки монет. Тилакоиды отвечают за световую фазу фотосинтеза. Хлоропласты могут превращаться в лейкопласты или хромопласты.Оценка доклада

Средняя оценка: 4.4 . Всего получено оценок: 68.