Изучаем строение клетки: двумембранные и немембранные клеточные органеллы

Что такое митохондрии?

Митохондрии – это органеллы, состоящие из двух слоев плазматической мембраны, то есть они являются двумембранными органеллами. Название «митохондрия» связано с тем, что в световом микроскопе эти органеллы часто выглядят как тонкие нити.

Красным цветом на нижнем рисунке изображены митохондрии в клетке растения (левая половина) и в животной клетке (права половина).

Митохондрии имеют свой собственный генетический аппарат, особые РНК, белки и рибосомы. Митохондрии являются неотделимым компонентом любой эукариотической клетки. А у прокариотов нет митохондрий.

Обычный размер митохондрии – от 1 до 10 микрометров. Поэтому подробно их можно рассмотреть только в электронный микроскоп, где они уже выглядят не как нитки, а как структуры с определенной организацией.

В клетках, содержащих много митохондрий, образуется целая сеть, называемая гигантской митохондрией. В состав клетки может входить от 2-3 штук до нескольких тысяч этих органелл. Например, в клетках печени млекопитающего содержится ориентировочно 2 500 митохондрий.

Численность митохондрий зависит от физиологической активности органа. Чем большую работу он выполняет, тем больше в его клетках митохондрий.

Строение и функции митохондрии

Внутреннее устройство митохондрий изучено с помощью электронного микроскопа. Каждая митохондрия состоит из двух мембран – наружной и внутренней.

Наружная мембрана регулирует поступление и выведение веществ. На внутренней мембране происходят химические реакции, в результате которых высвобождается энергия.

Внутренняя мембрана образует складки, называемые кристами. И на этих складках расположены ферменты синтеза АТФ. Промежутки между кристами заполнены особой жидкостью – матриксом, содержащим ферментные системы окисления органических веществ.

Такая организация митохондрии обеспечивает ее определенной независимостью от клетки цитоплазмы, ведь они сами могут синтезировать собственные белки, расти и размножаться делением старых клеток.

В митохондриях происходит клеточное дыхание. Это процесс распада органических веществ до их окисления кислородом.

Читайте также: Тренируем память: советы для взрослых и детей

Что такое пластиды?

Пластиды – это двумембранные органеллы, то есть их тело состоит из двух слоев плазматической мембраны. Они, как и митохондрии, играют особую роль в метаболизме клетки. Но в них происходят реакции пластического, а не энергетического обмена.

Пластиды присущи только растительным клеткам. Они принадлежат к особому классу органоидов и бывают несколько типов.

Различные типы пластид имеют схожее строение и могут превращаться из одного типа в другой. Их особенность – это двойная мембрана и наличие собственного генетического аппарата, то есть молекулы ДНК, свернутой в кольцо.

Новые пластиды могут, подобно митохондриям, могут образовываться с помощью разделения пополам старых. Как и в митохондриях, наружная мембрана пластид выполняет защитную функцию, а внутренняя – формирует систему мембран, где происходят сложные биохимические процессы.

По функциональному назначению и особенностям строения различают три типа пластид:

1. Хлоропласты, у которых происходят все реакции фотосинтеза.
2. Лейкопласты, являющиеся местом хранения резервных веществ.
3. Хромопласты, ответственные за окраску разных частей растения.

Эти три типа пластид происходят от первичных пластид – пропластид, которые содержатся в клетках меристемы (образующей ткани растения).

Хлоропласты

Хлоропласты – это пластиды зеленого цвета, благодаря наличию у них особого пигмента (хлорофилла). Больше всего хлорофилла содержится в листьях растения. А хлоропласты содержатся в цитоплазме клеток листьев, стеблей, плодов и других клеток органов растения зеленого цвета.

Хлоропласты хорошо видно в световой микроскоп. Каждая клетка листьев высших растений обычно имеет 20-40 хлоропластов. Но подробно их строение можно рассмотреть только в электронный микроскоп.

Как и все остальные пластиды, хлоропласт окружен двойной мембраной. Но он также имеет сложную внутреннюю систему мембран. Основной структурной единицей хлоропластов является тилакоид, состоящий из однослойной мембраны, а по форме напоминающий плоский мешочек.

Тилакоид содержит хлорофилл, который находится в его мембране. Именно в тилакоидах происходит световая фаза фотосинтеза, включающая два этапа: улавливание световой энергии и превращение ее в энергию химических связей.

Тилакоиды в хлоропласте «сложены в стопочки» как монеты. Эти стопки называют гранами. Между собой граны соединяются специальными каналами – ламелями. Все пространство между тилакоидами заполнено жидким содержимым– матриксом хлоропласта (стромой).

Хлоропласты содержат рибосомы, ДНК, ферменты. Они способны синтезировать собственные белки, липиды и крахмал. Это обуславливает их относительную независимость от других клеточных структур. В хлоропластах есть также крахмальные зерна и жировые включения, которые представляют собой энергетический запас.

Под влиянием различных факторов пластиды способны превращаться из одного типа в другой. В частности, во время старения клетки внутренняя структура хлоропластов упрощается. Таким образом они превращаются в пластиды других типов.– хромопласты или лейкопласты.

Лейкопласты

В основном лейкопласты концентрируются в неокрашенных подземных частях растений, в семенах, стержнях стебля, то есть там, где происходит запас резервных веществ.

Лейкопласты могут содержать различные резервные вещества – крахмал, белки, жиры, которые здесь и синтезируются. Это обуславливает их простое строение. Такие пластиды не имеют развитой тилакоидной организации. В одном лейкопласте может содержаться несколько одиночных тилакоидов.

Под действием света лейкопласты способны превращаться в хлоропласты. Прекрасный пример этого – это клубни картофеля. Если их хранить на солнечном свете, они становятся зелеными.

Хромопласты

Хромопласты – это пластиды простого строения, содержащие пигменты каротиноиды. Благодаря этим пигментам, хлоропласты бывают желтого, оранжевого, красного или коричневого цвета. В эти краски окрашены цветки, старые листья, плоды, корни растений (например, морковь).

Хромопласты могут развиваться из лейкопластов и хлоропластов. Такое превращение наблюдается, например, при созревании плодов, желтении или покраснении листьев осенью.

В хромопластах происходит разрушение хлорофилла, который своим зеленым цветом маскирует уже накопленные в пластиде каротиноиды. После разрушения хлорофилла красные, желтые, оранжевые цвета каротиноидов становятся заметными.

При определенных условиях хромопласты могут преобразовываться в хлоропласты. Это явление наблюдается на верхушке зрелых корнеплодов торчащей из почвы моркови.

Органеллы клетки и их функции: таблица

Вот таблица, с помощью которой можно подытожить раздел биологии «Биомолекулы и клетка». Она поможет лучше понять роль каждой органеллы в клетке и ее важность для правильного функционирования клетки.

Если вы хотите узнать больше интересного из этого или другого раздела, стоит подумать об индивидуальных занятиях с репетитором по биологии. Ведь на школьном уроке учитель очень ограничен во времени. Поэтому часто не успевает рассказать детям какие-то интересные и важные сведения по теме, проследить за уровнем усвоения темы каждым учеником.

Вот, для примера, интересный факт из этой темы о хлорофилле. Хлорофилл – это молекула, благодаря которой есть жизнь на Земле. Ведь благодаря хлорофиллу энергия солнечного света превращается в пищу, которую потребляет весь живой мир. А еще, кроме этого, хлорофилл – это вещество с лечебными свойствами, которое укрепляет иммунитет, обладает определенными противоканцерогенными свойствами и выраженным антибактериальным действием.

Если вы хотите изучать интересно биологию или другую дисциплину, стоит перейти на сайт BUKI, где собраны проверенные репетиторы для очных и онлайн занятий.

Читайте также: Самостоятельная подготовка к ВНО по математике: советы и ресурсы