Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.3: Зміна клітинок

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5740

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Бактерії атакують!

    \(\PageIndex{1}\)На малюнку зображена бактеріальна клітина (забарвлена в зелений колір), що атакує еритроцити людини. Бактерія викликає захворювання під назвою рецидивуюча лихоманка. Бактеріальні і людські клітини виглядають дуже різними за розміром і формою. Хоча всі живі клітини мають певні загальні речі - наприклад, плазматичну мембрану та цитоплазму, різні типи клітин, навіть всередині одного організму, можуть мати свої унікальні структури та функції. Клітини з різними функціями, як правило, мають різну форму, яка підходить їм для конкретної роботи. Клітини різняться не тільки за формою, але і за розміром, як показує цей приклад. Однак у більшості організмів навіть найбільші клітини не більше періоду в кінці цього речення. Чому клітини такі маленькі?

    Borrelia Hermsii Бактерії атакують клітини людини
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Бактеріальна клітина атакує еритроцити людини

    Пояснення розміру комірки

    поверхні до обсягу малого і великого куба
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Порівняння площі поверхні та обсягу. Більший куб має меншу площу поверхні (SA) до об'єму (V), ніж менший куб. Це також справедливо для клітин і обмежує, наскільки великими вони можуть бути.
    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Характеристика дрібних і великих кубиків
    Характеристика Малий куб Великий куб
    сторони (S) \( 1 cm \) \( 3 cm \)
    Площа поверхні (SA) \(6 S^2 = 6 \times 1^2 = 6 cm^2 \) \(6 S^2 = 6 \times 3^2 = 54 cm^2 \)
    Обсяг (V) \(S^3 = 1^3 = 1 cm^3\) \(S^3 = 3^3 = 27 cm^3\)
    SAV: \(SA/V = 6/1 = 6\) \(SA/V = 54/27 = 2\)

    Більшість організмів, навіть дуже великих, мають мікроскопічні клітини. Чому клітини не стають більшими замість того, щоб залишатися крихітними і розмножуватися? Що обмежує розмір осередку?

    Відповіді на ці питання зрозумілі, як тільки ви знаєте, як функціонує клітина. Для здійснення життєвих процесів клітина повинна вміти швидко пропускати речовини всередину і з клітини. Наприклад, він повинен мати можливість пропускати поживні речовини і кисень в клітину і продукти життєдіяльності з клітини. Все, що входить або залишає клітку, має перетинати її зовнішню поверхню. Саме ця необхідність пропускати речовини по поверхні обмежує, наскільки великою може бути клітина.

    Подивіться на два кубики на малюнку\(\PageIndex{2}\). Як видно з цього малюнка та таблиці, більший куб має меншу площу поверхні щодо свого об'єму, ніж менший куб. Цей зв'язок стосується і клітин; більша клітина має меншу площу поверхні щодо свого об'єму, ніж менша клітина. Клітина з більшим об'ємом також потребує більше поживних речовин і кисню і виробляє більше відходів. Оскільки всі ці речовини повинні проходити через поверхню клітини, клітина з великим об'ємом не матиме достатньої площі поверхні, щоб дозволити їй задовольнити свої потреби. Чим більше клітина, тим менше її відношення площі поверхні до обсягу, і тим важче буде клітці позбутися від своїх відходів і забрати необхідні речовини. Саме це і обмежує розмір осередку.

    Форма та функція комірки

    нервові клітини людини пофарбовані зеленим флуоресцентним
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Нервова клітина людини
    мікрофотографія сперматозоїдів людини
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Сперматозоїди людини
    Нейтрофіл при копії сибірської виразки
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Лейкоцити людини

    Клітини з різними функціями часто мають різну форму. Клітини на малюнку\(\PageIndex{3}\) - Малюнок -\(\PageIndex{5}\) це лише кілька прикладів багатьох різних форм, які можуть мати людські клітини. Кожен тип клітини на малюнку має характеристики, які допомагають їй виконувати свою роботу. Наприклад, робота нервової клітини полягає в перенесенні повідомлень до інших клітин. Нервова клітина має безліч довгих розширень, які тягнуться в усі боки, дозволяючи їй передавати повідомлення відразу багатьом іншим клітинам. Ви бачите хвіст кожної крихітної сперматозоїдів? Його хвіст допомагає сперматозоїду «плавати» через рідини в жіночому репродуктивному тракті, щоб досягти яйцеклітини. Білі кров'яні клітини мають роботу знищення бактерій та інших патогенів. \(\PageIndex{5}\)На малюнку показані великі лейкоцити (жовтого кольору), що поглинають і знищують бактерії (в помаранчевому кольорі).

    Клітини з ядром і без нього

    Існує основна клітинна структура, яка присутня у багатьох, але не у всіх живих клітині: ядрі. Ядро клітини - це структура в цитоплазмі, яка оточена мембраною (ядерною мембраною) і містить ДНК. Виходячи з того, мають вони ядро чи ні, існує два основних типи клітин: прокаріотичні клітини та еукаріотичні клітини.

    Прокаріотичні клітини

    Прокаріотичні клітини - це клітини без ядра. ДНК прокаріотичних клітин знаходиться в цитоплазмі, а не укладена в ядерну мембрану. Прокаріотичні клітини знаходяться в одноклітинних організмах, таких як бактерія, представлена моделлю нижче. Організми з прокаріотичними клітинами називаються прокаріотами. Вони були першим типом організмів, які еволюціонували і досі є найпоширенішими організмами сьогодні.

    Середня клітина прокаріота; структури описані в таблиці нижче
    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Прокаріотична клітина. Ця діаграма показує будову типової прокаріотичної клітини - бактерії. Як і інші прокаріотичні клітини, ця бактеріальна клітина не має ядра, але має інші клітинні частини, включаючи плазматичну мембрану, цитоплазму, рибосоми та ДНК.
    Таблиця\(\PageIndex{2}\): Прокаріотичні клітинні структури
    клітинна структура Опис
    джгутик Довга проекція (и) поза клітиною у деяких бактерій; допомагає в моториці
    Пили Невеликі проекції за межами клітини; допомога в кріпленні
    Капсула Товстий захисний шар поза клітинною стінкою деяких бактерій
    Клітинна стінка Зовнішній шар клітин бактерій; більш хімічно складний, ніж клітинні стінки еукаріотів
    Плазмові мембрани Фосфоліпідний бішар, що позначає зовнішню сторону цитоплазми
    цитоплазма Рідинна частина клітини
    рибосома Бере участь в синтезі білка
    Нуклеоїдні Циркулярна ДНК, виявлена в цитоплазмі
    Плазміда Невеликі петлі ДНК, виявлені у деяких бактерій

    Еукаріотичні клітини

    Еукаріотичні клітини - це клітини, які містять ядро. Типова еукаріотична клітина представлена моделлю нижче. Еукаріотичні клітини зазвичай більші, ніж прокаріотичні клітини. Вони зустрічаються в деяких одноклітинних і всіх багатоклітинних організмах. Організми з еукаріотичними клітинами називаються еукаріотами, і вони варіюються від грибів до людей.

    Крім ядра, еукаріотичні клітини містять і інші органели. Органела - це структура всередині цитоплазми, яка виконує певну роботу в клітці. Наприклад, органели, звані мітохондріями, забезпечують клітину енергією, а органели, звані вакуолями, зберігають речовини в клітці. Органели дозволяють еукаріотичним клітинам виконувати більше функцій, ніж можуть прокаріотичні клітини.

    Таблиця\(\PageIndex{3}\): Еукаріотичні клітинні структури
    Структура Розташування Опис
    джгутик Поза осередку Проекція, що використовується для локомоції в деяких еукаріотичних клітині
    Плазмові мембрани Зовнішній шар клітини Фосфоліпідний бішар, що охоплює цитоплазму
    цитоплазма Зв'язані плазматичною мембраною Вся область між плазматичною мембраною і ядерною оболонкою, що складається з органел, підвішених в гелеподібному цитозолі, цитоскелеті і різних хімічних речовин
    Везикули Гольджі
    (Апарат Гольджі)    		 цитоплазма Серія багатошарових мембран, які сортують, мітки та пакують ліпіди та білки для розподілу
    Рибосоми вільно плаваючий або на грубому ER Бере участь в синтезі білка
    Грубий ендоплазматичний ретикулум цитоплазма Взаємопов'язані мембранозні структури, які шиповані рибосомами і беруть участь у модифікації білка і синтезі фосфоліпідів
    Гладка ендоплазматична сітка цитоплазма Взаємопов'язані мембранозні структури, які мають мало або не мають рибосом на цитоплазматичній поверхні і синтезують вуглеводи, ліпіди та стероїдні гормони; детоксикує певні хімічні речовини (наприклад, пестициди, консерванти, ліки та забруднювачі навколишнього середовища) та зберігає іони кальцію
    Мітохондрії цитоплазма (сингулярні = мітохондріон) клітинні органели, відповідальні за проведення клітинного дихання, в результаті чого виробляють АТФ, основну енергонесучу молекулу клітини
    пероксисома цитоплазма Маленька кругла органела, яка містить перекис водню, і детоксикує багато отрут
    Лізосома цитоплазма Органела в тваринній клітині, яка функціонує як травний компонент клітини; вона розщеплює білки, полісахариди, ліпіди, нуклеїнові кислоти і навіть зношені органели
    секреторний бульбашка цитоплазма Малий, мембранно-зв'язаний мішок, який функціонує в клітинному зберіганні та транспортуванні; його мембрана здатна зрощуватися з плазматичною мембраною та мембранами ендоплазматичного ретикулума та апарату Гольджі

    Центросома (з 2 центриолями)    		 цитоплазма Область в клітині тварин, виконана з двох центриолей, які служать організаційним центром для мікротрубочок
    Актинові нитки Цитоскелет Найвужчий елемент цитоскелета; він забезпечує жорсткість і форму клітині та забезпечує клітинні рухи
    Проміжні нитки Цитоскелет Цитоскелетний компонент, що складається з декількох волокнистих білкових переплетених ниток, який несе напругу, підтримує клітинно-клітинні з'єднання та закріплює клітини до позаклітинних структур
    мікротрубочки Цитоскелет Найширший елемент цитоскелета; забезпечує доріжку, по якій бульбашки рухаються по клітці, тягне репліковані хромосоми до протилежних кінців ділильної клітини, і є структурним елементом центриолей
    Цитоскелет По всій клітці Мережа білкових волокон, яка в сукупності підтримує форму клітини, закріплює деякі органели в конкретних положеннях і дозволяє цитоплазмі та везикулам рухатися всередині клітини
    Ядро цитоплазма Клітинна органела, яка містить ДНК клітини і направляє синтез рибосоми та білка
    Ядерна пора Ядро Пори в ядерній оболонці дозволяють речовинам проникати і виходити з ядра.
    Ядерна оболонка Ядро Двомембранна структура, яка становить крайню частину ядра
    Хроматин Ядро Білково-ДНК комплекс, який служить будівельним матеріалом хромосом
    Ядрыця Ядро Темно забарвлює тіло всередині ядра, яке відповідає за складання субодиниць рибосоми
    Тваринна клітина; структури, описані в таблиці нижче
    Малюнок\(\PageIndex{7}\): Еукаріотична клітина. Порівняйте та порівняйте показану тут еукаріотичну клітину з прокаріотичною клітиною. Які подібності та відмінності ви можете виявити?

    Рецензія

    1. Поясніть, чому більшість клітин дуже малі.
    2. Обговоріть варіації форми та функції клітин.
    3. Порівняйте і контрастуйте прокаріотичні та еукаріотичні клітини.
    4. Правда чи брехня. Прокаріотичні клітини не мають мітохондрій.
    5. Правда чи брехня. Прокаріотичні клітини не мають ДНК.
    6. Правда чи брехня. Всі одноклітинні організми - прокаріоти.
    7. Який був перший тип організму, який розвивався — еукаріоти чи прокаріоти? Виходячи з їх структур, чи має це сенс для вас? Поясніть свою відповідь.
    8. Чи є у людських клітин органели? Поясніть свою відповідь.
    9. Які зазвичай більші - прокаріотичні або еукаріотичні клітини? Як ви думаєте, що це означає для їх відносної здатності приймати необхідні речовини і виділяти відходи? Обговоріть свою відповідь.
    10. ДНК у еукаріотів укладена в межах _______ ________.
    11. Назвіть три різних типи клітин у людини.
    12. Яка органела забезпечує енергією еукаріотичні клітини?
    13. Яка функція вакуолі в клітці?

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16741#Explore_More

    Відео нижче пояснює, чому вчені вважають, що ендосимбіоз є основою для складних клітин.

    Атрибуції

    1. Бактерії Borrelia Hermsii від NIAI, публічне надбання через Wikimedia Commons
    2. Кубики від Гани Завадської; ліцензований CC BY-NC 3.0 через Фонд CK-12
    3. Нейрон Вей-Чунга Аллена Ле та ін. зі статті PLOS Динамічне ремоделювання дендритних альтанок у GABaergic інтернейронів зорової кори дорослих, CC BY 2.5 через Wikimedia Commons
    4. Сперматозоїди публічне надбання через Вікісховище
    5. Нейтрофіл з сибірською виразкою Волкера Брінкмана, CC BY 2.5 через Wikimedia Commons
    6. Середній прокаріот LadyOfHats, випущений у суспільне надбання через Wikimedia Commons
    7. Тварина клітина від LadyOfHats, випущена у суспільне надбання через Вікісховище
    8. Клітинні структури, ендомембранна система та цитоскелет; для клітинної таблиці, адаптованої з біології BC Campus, CC BY 4.0
    9. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0