As células, como os blocos de construção de uma casa, são material de construção quase todos os organismos vivos. Em que partes eles consistem? Qual é a função de várias estruturas especializadas na célula? Você encontrará respostas para essas e muitas outras perguntas em nosso artigo.

O que é uma célula

A célula é a menor unidade estrutural e funcional dos organismos vivos. Apesar de seu tamanho relativamente pequeno, forma seu próprio nível de desenvolvimento. Exemplos de organismos unicelulares são as algas verdes chlamydomonas e chlorella, os protozoários euglena, amebas e ciliados. Seus tamanhos são realmente microscópicos. No entanto, a função de uma célula de um organismo de uma determinada unidade sistemática é bastante complexa. Estes são nutrição, respiração, metabolismo, movimento no espaço e reprodução.

Plano geral da estrutura celular

Nem todos os organismos vivos têm uma estrutura celular. Por exemplo, os vírus são compostos de ácidos nucleicos e um revestimento de proteína. Plantas, animais, fungos e bactérias são compostos de células. Todos eles diferem em características estruturais. No entanto, sua estrutura geral é a mesma. É representado por um aparelho de superfície, conteúdo interno - citoplasma, organelas e inclusões. As funções das células se devem às características estruturais desses componentes. Por exemplo, nas plantas, a fotossíntese é realizada na superfície interna de organelas especiais chamadas cloroplastos. Os animais não têm essas estruturas. A estrutura da célula (a tabela "Estrutura e funções das organelas" examina detalhadamente todas as características) determina seu papel na natureza. Mas para todos os organismos multicelulares, o comum é garantir o metabolismo e a relação entre todos os órgãos.

Estrutura celular: tabela "Estrutura e funções das organelas"

Esta tabela irá ajudá-lo a se familiarizar com a estrutura das estruturas celulares em detalhes.

Como você pode ver, cada organela celular tem sua própria estrutura complexa. Além disso, a estrutura de cada um deles determina as funções desempenhadas. Somente o trabalho coordenado de todas as organelas permite que a vida exista nos níveis celular, tecidual e do organismo.

Funções básicas da célula

Célula - estrutura única. Por um lado, cada um dos seus componentes desempenha o seu papel. Por outro lado, as funções da célula estão sujeitas a um único mecanismo coordenado de trabalho. É nesse nível de organização da vida que ocorrem os processos mais importantes. Uma delas é a reprodução. É baseado no processo e existem duas maneiras principais de fazê-lo. Assim, os gametas são divididos por meiose, todo o resto (somático) - por mitose.

Devido ao fato de a membrana ser semipermeável, é possível que várias substâncias entrem na célula e na direção oposta. Fundação para todos processos metabólicosé água. Entrando no corpo, os biopolímeros são divididos em compostos simples. Mas os minerais estão em soluções na forma de íons.

Inclusões de células

As funções das células não seriam plenamente desempenhadas sem a presença de inclusões. Essas substâncias são a reserva dos organismos por um período desfavorável. Pode ser seca, queda de temperatura, quantidade insuficiente de oxigênio. As funções de armazenamento de substâncias na célula vegetal são realizadas pelo amido. É encontrado no citoplasma na forma de grânulos. O glicogênio é o carboidrato de armazenamento nas células animais.

O que são tecidos

Em células que são semelhantes em estrutura e função, elas se combinam para formar tecidos. Esta estrutura é especializada. Por exemplo, todas as células do tecido epitelial são pequenas, fortemente adjacentes umas às outras. Sua forma é muito diversificada. Este tecido está praticamente ausente, tal estrutura assemelha-se a um escudo. Devido a isso, o tecido epitelial desempenha uma função protetora. Mas qualquer organismo precisa não apenas de um “escudo”, mas também da relação com o meio ambiente. Para realizar esta função, existem formações especiais nos poros epiteliais. E nas plantas, os estômatos da pele ou das lentilhas de cortiça servem como estrutura semelhante. Essas estruturas realizam trocas gasosas, transpiração, fotossíntese, termorregulação. E acima de tudo, esses processos são realizados em nível molecular e celular.

A relação entre a estrutura e as funções das células

As funções das células são determinadas pela sua estrutura. Todos os tecidos são um excelente exemplo disso. Assim, as miofibrilas são capazes de contração. São células do tecido muscular que realizam o movimento de partes individuais e de todo o corpo no espaço. Mas o de conexão tem um princípio de estrutura diferente. Este tipo de tecido é constituído por células grandes. Eles são a base de todo o organismo. O tecido conjuntivo também contém uma grande quantidade de substância intercelular. Tal estrutura fornece seu volume suficiente. Este tipo de tecido é representado por variedades como sangue, cartilagem, tecido ósseo.

Dizem que não se recuperam... Há muitas visões diferentes sobre esse fato. No entanto, ninguém duvida que os neurônios conectam todo o corpo em um único todo. Isto é conseguido por outra característica da estrutura. Os neurônios consistem em um corpo e processos - axônios e dendritos. Segundo eles, a informação flui sequencialmente das terminações nervosas para o cérebro e daí de volta para os órgãos de trabalho. Como resultado do trabalho dos neurônios, todo o corpo está conectado por uma única rede.

Assim, a maioria dos organismos vivos tem uma estrutura celular. Essas estruturas são os blocos de construção de plantas, animais, fungos e bactérias. As funções gerais das células são a capacidade de se dividir, a percepção de fatores meio Ambiente e metabolismo.

A célula é o principal unidade estrutural maioria dos organismos da Terra. Sua divisão é baseada em dois processos - mitose e meiose.

O que são células somáticas?

Este é o nome de todas as células dos organismos vivos, exceto as células sexuais. Todos eles têm um conjunto duplo de cromossomos, em contraste com as mesmas células germinativas, que possuem um único conjunto. Todos os organismos vivos do mundo, com exceção dos vírus, são formados a partir deles. Sua divisão é baseada em um processo chamado mitose.

O que é mitose e qual é o seu papel na natureza?

Durante esse processo, duas células filhas idênticas são formadas a partir de uma célula, com exatamente o mesmo conjunto de cromossomos da mãe. Esta é a única forma de reprodução de todos os eucariotos unicelulares, e esse processo também está subjacente à regeneração de tecidos de plantas, animais e fungos. A mitose desempenha um papel importante não apenas na reprodução assexuada, mas também na reprodução sexuada, garantindo a divisão das células embrionárias. Exatamente da mesma maneira, as células vegetais, fúngicas e animais se dividem durante o crescimento de um organismo.

O que é meiose?

Esta é a segunda maneira pela qual as células somáticas se dividem. No entanto, é um pouco específico. No processo de meiose, de uma célula com um conjunto duplo de cromossomos, são formadas várias células filhas com um único conjunto. É assim que as células sexuais, isto é, os gametas, são produzidas.

Fases da mitose

A divisão das células somáticas ocorre em vários estágios, cada um com seu próprio características distintas. Todo o processo leva cerca de três horas. Existem quatro estágios, sem contar a interfase: prófase, anáfase, metáfase e telófase. Sobre tudo em ordem.

Interfase

Este é o intervalo de tempo entre as divisões celulares em que se prepara para a mitose. Nesta fase, a célula se desenvolve e exibe seus sinais habituais de atividade vital. Este período não está diretamente incluído no processo de mitose.

Prófase

Esta é a fase mais longa da mitose. Ao longo de seu comprimento, o núcleo da célula aumenta, os cromossomos se formam em espiral. Durante esse período, todos os cromossomos são duas cromátides, que são conectadas por centrômeros - uma espécie de constrição. Essas estruturas se parecem com a letra X. Em seguida, a membrana nuclear e o nucléolo são destruídos e os cromossomos passam para o citoplasma. Os centríolos da célula localizam-se ao longo de seus polos e formam fibras fusiformes entre si, que então, ao final da fase, se ligam aos centrômeros.

metáfase

Este é o próximo passo no processo pelo qual as células somáticas se dividem. Durante esta fase, os cromossomos estão localizados ao longo do equador da célula. Assim, uma placa metafásica é formada. Neste momento, os cromossomos são muito pequenos, pois são fortemente torcidos em espiral. No entanto, eles são claramente visíveis ao microscópio devido à sua localização clara. Portanto, o estudo dos cromossomos celulares geralmente é realizado nesta fase da mitose.

Anáfase

Este é o estágio mais curto da divisão celular através da mitose. Durante este período, os fios do fuso formados pelos centríolos começam a puxar os centrômeros do cromossomo em direções opostas, como resultado, ele se divide em duas cromátides separadas. Agora os mesmos conjuntos de cromátides estão localizados em cada pólo da célula.

Telófase

isto estágio final mitose. Durante ela, observam-se processos opostos aos que ocorreram nas três fases anteriores. Ou seja: as espirais dos cromossomos se desenrolam, as membranas nucleares e os nucléolos são formados novamente. Também nesta fase, ocorre a divisão propriamente dita: o citoplasma é dividido e cada célula filha recebe seu próprio conjunto de organelas. Nas plantas, há também a formação de uma parede de celulose ao redor da membrana de duas estruturas recém-formadas.

Meiose

Outro processo pelo qual as células somáticas se dividem. Envolve a formação de gametas, ou seja, células germinativas com um único conjunto de cromossomos. As células somáticas dividem-se sequencialmente duas vezes durante este processo. Assim, a meiose I e a meiose II são distinguidas. Cada um deles consiste em fases sob os mesmos nomes que na mitose. Vamos considerar com mais detalhes os processos que ocorrem na célula durante os vários estágios da meiose.

Meiose I

Durante esse processo, a célula se divide de tal forma que duas células filhas são formadas com um conjunto de cromossomos dividido pela metade:

1. Prófase. Nesta fase, há processo interessante- cruzamento. Está no fato de que as cromátides estão entrelaçadas umas com as outras e trocam seções individuais de DNA. Como resultado, a informação genética da célula é recombinada, o que garante a diversidade de organismos da mesma espécie. Então as cromátides se separam, e acontece a mesma coisa que na prófase da mitose: a casca do núcleo e o nucléolo desaparecem e o fuso de divisão é formado.
2. metáfase. Neste momento, os cromossomos se alinham ao longo do equador da célula, enquanto os homólogos são dispostos em pares.
3. Anáfase. Nesta fase, os cromossomas movem-se para diferentes pólos da célula. Ou seja, cada par de estruturas homólogas é dividido, um dos cromossomos está localizado de um lado, o outro do outro.
4. Telófase. Aqui, a formação de membranas nucleares e nucléolos ocorre novamente, o citoplasma e as organelas são separados e duas células filhas com um único conjunto de cromossomos são formadas.

Meiose II

Imediatamente após a primeira meiose, começa a segunda. Prófase muito curto. Seguindo ela vem anáfase, durante o qual os cromossomos ocupam uma posição ao longo do equador, os fios do fuso de divisão estão ligados a eles. Na anáfase, metades separadas dos cromossomos divergem em direção aos pólos. NO telófase quatro células são formadas com um único conjunto de informações genéticas. Juntas, a meiose I e a meiose II são chamadas de gametogênese.

diversidade celular

As células somáticas de vertebrados e outros organismos são divididas em grupos, dependendo de sua finalidade, do papel e das funções dos tecidos que as compõem. A este respeito, eles têm uma estrutura ligeiramente diferente.

Tipos de tecidos e características de suas células

Entre os tecidos dos animais, distinguem-se as seguintes variedades: tegumentar, conjuntivo, nervoso, muscular, sanguíneo, linfático. Todos eles consistem em células somáticas, mas ligeiramente diferentes em estrutura:

A estrutura e as funções do kernel

Normalmente, uma célula eucariótica tem um núcleo, mas existem células binucleares (ciliados) e multinucleares (opalina). Algumas células altamente especializadas perdem seu núcleo pela segunda vez (eritrócitos de mamíferos, tubos crivados de angiospermas).

A forma do núcleo é esférica, elíptica, menos frequentemente lobada, em forma de feijão, etc. O diâmetro do núcleo é geralmente de 3 a 10 mícrons.

Estrutura do núcleo:
1 - membrana externa; 2 - membrana interna; 3 - poros; 4 - nucléolo; 5 - heterocromatina; 6 - eucromatina.

O núcleo é delimitado do citoplasma por duas membranas (cada uma delas tem uma estrutura típica). Entre as membranas há um espaço estreito preenchido com uma substância semilíquida. Em alguns lugares, as membranas se fundem, formando poros (3), por onde ocorre a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. A membrana nuclear externa (1) do lado voltado para o citoplasma é coberta por ribossomos, dando-lhe uma rugosidade, a membrana interna (2) é lisa. As membranas nucleares fazem parte do sistema de membranas celulares: as protuberâncias da membrana nuclear externa são conectadas a canais retículo endoplasmático, formando sistema único canais de comunicação.

Carioplasma (seiva nuclear, nucleoplasma)- o conteúdo interno do núcleo, no qual a cromatina e um ou mais nucléolos estão localizados. A composição do suco nuclear inclui várias proteínas(incluindo enzimas nucleares), nucleotídeos livres.

nucléolo(4) é um corpo denso arredondado imerso em suco nuclear. O número de nucléolos depende do estado funcional do núcleo e varia de 1 a 7 ou mais. Os nucléolos são encontrados apenas em núcleos que não se dividem; durante a mitose, eles desaparecem. O nucléolo é formado em certas regiões dos cromossomos que carregam informações sobre a estrutura do rRNA. Essas regiões são chamadas de organizador nucleolar e contêm numerosas cópias dos genes codificadores de rRNA. As subunidades ribossomais são formadas a partir de rRNA e proteínas provenientes do citoplasma. Assim, o nucléolo é um acúmulo de rRNA e subunidades ribossomais em estágios diferentes sua formação.

Cromatina- estruturas nucleoproteicas internas do núcleo, coradas com alguns corantes e de forma diferente do nucléolo. A cromatina tem a forma de grumos, grânulos e fios. Composição química cromatina: 1) DNA (30–45%), 2) proteínas histonas (30–50%), 3) proteínas não histonas (4–33%), portanto, a cromatina é um complexo desoxirribonucleoproteico (DNP). Dependendo do estado funcional da cromatina, existem: heterocromatina(5) e eucromatina(6). Eucromatina - geneticamente ativa, heterocromatina - seções de cromatina geneticamente inativas. A eucromatina não é distinguível sob microscopia de luz, fracamente corada e representa seções descondensadas (desspiralizadas, não torcidas) da cromatina. Sob um microscópio de luz, a heterocromatina se parece com pedaços ou grânulos, é intensamente corada e é uma seção condensada (espiralizada, compactada) de cromatina. A cromatina é uma forma de existência do material genético nas células interfásicas. Durante a divisão celular (mitose, meiose), a cromatina é convertida em cromossomos.

Funções do kernel: 1) armazenamento de informações hereditárias e sua transferência para células filhas no processo de divisão, 2) regulação da atividade vital da célula regulando a síntese de várias proteínas, 3) o local de formação das subunidades ribossomais.

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Cromossomos

Cromossomos- São estruturas citológicas em forma de bastonetes, que são cromatina condensada e aparecem na célula durante a mitose ou meiose. Cromossomos e cromatina são diferentes formas de organização espacial do complexo desoxirribonucleoproteico correspondente a diferentes fases do ciclo de vida celular. A composição química dos cromossomos é a mesma da cromatina: 1) DNA (30–45%), 2) proteínas histonas (30–50%), 3) proteínas não histonas (4–33%).

A base do cromossomo é uma molécula contínua de DNA de fita dupla; o comprimento do DNA de um cromossomo pode atingir vários centímetros. É claro que uma molécula desse comprimento não pode ser localizada em uma célula de forma alongada, mas é dobrada, adquirindo uma certa estrutura ou conformação tridimensional. Os seguintes níveis de empacotamento espacial de DNA e DNP podem ser distinguidos: 1) nucleossômico (envolvendo o DNA ao redor dos glóbulos de proteína), 2) nucleomérico, 3) cromomérico, 4) cromomêmico, 5) cromossômico.

No processo de transformação da cromatina em cromossomos, o DNP forma não apenas espirais e supercoils, mas também loops e superloops. Portanto, o processo de formação de cromossomos, que ocorre na prófase da mitose ou prófase 1 da meiose, é melhor chamado não de espiralização, mas de condensação de cromossomos.

Cromossomos: 1 - metacêntrico; 2 - submetacêntrico; 3, 4 - acrocêntrico. A estrutura do cromossomo: 5 - centrômero; 6 - constrição secundária; 7 - satélite; 8 - cromátides; 9 - telômeros.

O cromossomo metafásico (os cromossomos são estudados na metáfase da mitose) consiste em duas cromátides (8). Cada cromossomo tem constrição primária (centrômero)(5), que divide o cromossomo em braços. Alguns cromossomos apresentam constrição secundária(6) e satélite(7). Satélite - uma seção de um braço curto, separada por uma constrição secundária. Os cromossomos que possuem um satélite são chamados de satélite (3). As extremidades dos cromossomos são chamadas de telômeros(9). Dependendo da posição do centrômero, existem: a) metacêntrico(equilateral) (1), b) submetacêntrico(moderadamente desigual) (2), c) acrocêntrico cromossomos (bastante desiguais) (3, 4).

As células somáticas contêm diplóide(duplo - 2n) conjunto de cromossomos, células sexuais - haplóide(único - n). O conjunto diplóide de lombriga é 2, Drosophila - 8, chimpanzé - 48, lagostim - 196. Os cromossomos do conjunto diplóide são divididos em pares; cromossomos de um par têm a mesma estrutura, tamanho, conjunto de genes e são chamados homólogo.

Cariótipo- um conjunto de informações sobre o número, tamanho e estrutura dos cromossomos metafásicos. Idiograma - imagem gráfica cariótipo. Representantes tipos diferentes cariótipos são diferentes, as mesmas espécies são as mesmas. autossomos- cromossomos são os mesmos para cariótipos masculinos e femininos. cromossomos sexuais Cromossomos em que o cariótipo masculino difere do feminino.

O conjunto de cromossomos humanos (2n = 46, n = 23) contém 22 pares de autossomos e 1 par de cromossomos sexuais. Os autossomos são agrupados e numerados:

Os cromossomos sexuais não pertencem a nenhum dos grupos e não possuem número. Cromossomos sexuais de uma mulher - XX, homens - XY. O cromossomo X é médio submetacêntrico, o cromossomo Y é pequeno acrocêntrico.

Na área de constrições secundárias dos cromossomos dos grupos D e G, existem cópias de genes que carregam informações sobre a estrutura do rRNA, por isso os cromossomos dos grupos D e G são chamados formador de nucléolo.

Funções dos cromossomos: 1) armazenamento de informações hereditárias, 2) transferência de material genético da célula mãe para as células filhas.

Palestra número 9.
A estrutura de uma célula procariótica. Vírus

Os procariontes incluem arqueobactérias, bactérias e algas verde-azuladas. procariontes- organismos unicelulares que não possuem um núcleo formado estruturalmente, organelas de membrana e mitose.

membrana celular. Célula (Fig. 1.1) como sistema vivo precisa manter certas condições internas: a concentração de várias substâncias, a temperatura dentro da célula, etc. Alguns desses parâmetros são mantidos em um nível constante, pois sua mudança levará à morte da célula, outros são menos importantes para manter sua atividade vital.

Arroz. 1.1.

membrana celular deve garantir a separação do conteúdo da célula do ambiente para manter a concentração necessária de substâncias no interior da célula, ao mesmo tempo que deve ser permeável para troca constante de substâncias entre a célula e o ambiente (Fig. 1.2). As membranas também limitam as estruturas internas da célula – organelas (organelas) - do citoplasma. No entanto, estas não são apenas barreiras divisórias. As membranas celulares em si são o órgão mais importante da célula, fornecendo não apenas sua estrutura, mas também muitas funções. Além de separar as células umas das outras e separá-las do ambiente externo, as membranas unem as células em tecidos, regulam a troca entre a célula e o ambiente externo, elas mesmas são o local de muitas reações bioquímicas e servem como transmissores de informações entre as células. células.

Arroz. 1.2.

De acordo com dados modernos, as membranas plasmáticas são estruturas de lipoproteínas (lipoproteínas são compostos de proteínas e moléculas de gordura). Os lipídios (gorduras) formam espontaneamente uma dupla camada, e as proteínas da membrana "nadam" nela, como ilhas no oceano. Existem vários milhares de proteínas diferentes nas membranas: estruturais, transportadoras, enzimas, etc. Além disso, existem poros entre as moléculas de proteínas através dos quais certas substâncias podem passar. Grupos glicosil especiais estão ligados à superfície da membrana, que estão envolvidos no processo de reconhecimento celular durante a formação do tecido.

Diferentes tipos de membranas diferem em sua espessura (geralmente é de 5 a 10 nm). A consistência da membrana lembra o azeite. A propriedade mais importante da membrana celular é semipermeabilidade, Essa. a capacidade de passar apenas certas substâncias. A passagem de várias substâncias membrana de plasma necessário para entrega nutrientes e oxigênio na célula, removendo resíduos tóxicos, criando uma diferença na concentração de oligoelementos individuais para manter a atividade nervosa e muscular. Mecanismos de transporte de substâncias através da membrana.

• difusão - gases, moléculas lipossolúveis penetram diretamente através da membrana plasmática, incluindo difusão facilitada, quando uma substância solúvel em água passa pela membrana através de um canal especial;
• osmose - difusão de água através de membranas semipermeáveis ​​em direção a uma menor concentração de íons;
• transporte ativo - a transferência de moléculas de uma área com menor concentração para uma área com maior com a ajuda de proteínas de transporte especiais;
• endocitose - a transferência de moléculas com a ajuda de vesículas (vacúolos) formadas pela retração da membrana; distinguir entre fagocitose (absorção de partículas sólidas) e pinocitose (absorção de líquidos) (Fig. 1.3);

Arroz. 1.3.

A exocitose é o processo inverso da endocitose; através dele, partículas sólidas e secreções líquidas podem ser removidas das células (Fig. 1.4).

Arroz. 1.4.

A difusão e a osmose não requerem energia adicional; transporte ativo, endocitose e exocitose precisam ser fornecidos com energia, que a célula recebe quando os nutrientes que absorveu são descongelados.

A regulação da passagem de várias substâncias através da membrana plasmática é uma de suas funções mais importantes. Dependendo das condições externas, a estrutura da membrana pode mudar: pode se tornar mais líquida, ativa e permeável. A permeabilidade da membrana é regulada pela substância semelhante à gordura colesterol.

A estrutura externa da célula é suportada por uma estrutura mais densa - membrana celular. A membrana celular pode ter uma estrutura muito diferente (ser elástica, ter uma estrutura rígida, cerdas, antenas, etc.) e desempenhar funções bastante complexas.

Núcleo encontrado em todas as células corpo humano exceto eritrócitos. Como regra, uma célula contém apenas um núcleo, mas há exceções - por exemplo, células musculares estriadas contêm muitos núcleos. O núcleo tem forma esférica, suas dimensões variam de 10 a 20 mícrons (Fig. 1.5).

O núcleo é separado do citoplasma envelope nuclear, consistindo em duas membranas - externa e interna, semelhantes à membrana celular, e um espaço estreito entre elas contendo um meio semilíquido; através dos poros da membrana nuclear, ocorre uma intensa troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. Na membrana externa da concha existem muitos ribossomos - organelas que sintetizam proteínas.

Arroz. 1.5.

Sob o envelope nuclear está carioplasma (suco nuclear), que recebe substâncias do citoplasma. Carioplasma contém cromossomos (estruturas alongadas contendo DNA, nas quais são "registradas" informações sobre a estrutura de proteínas específicas de uma determinada célula - informações hereditárias ou genéticas) e nucléolo (estruturas arredondadas dentro do núcleo em que ocorre a formação de ribossomos).

O conjunto de cromossomos contidos no núcleo é chamado de conjunto de cromossomos. Número de cromossomos em células somáticas mesmo - diplóides (em humanos, são 44 autossomos e 2 cromossomos sexuais que determinam o sexo), as células sexuais envolvidas na fertilização carregam meio conjunto (em humanos, 22 autossomos e 1 cromossomo sexual) (Fig. 1.6).

A função mais importante do núcleo é a transferência de informação genética para as células filhas: quando uma célula se divide, o núcleo se divide em dois e o DNA nele é copiado (replicação do DNA) - isso permite que cada célula filha tenha informações completas obtido da célula original (mãe) (ver reprodução celular).

Citoplasma(citosol) - uma substância gelatinosa contendo cerca de 90% de água, na qual todas as organelas estão localizadas, contém soluções verdadeiras e coloidais de nutrientes e produtos residuais insolúveis de processos metabólicos, ocorrem processos bioquímicos: glicólise, síntese de ácidos graxos, ácidos nucleicos e outros substâncias. As organelas no citoplasma se movem, o próprio citoplasma também realiza um movimento ativo periódico - o ciclo do lago.

Estruturas celulares(organelas , ou organelas) são " órgãos internos"células (Tabela 1.1). Eles fornecem os processos vitais da célula, a produção de certas substâncias pela célula (secreção, hormônios, enzimas), a atividade geral dos tecidos do corpo, a capacidade de desempenhar funções específicas para este tecido dependem sua atividade vital. As estruturas celulares, como a própria célula, passam sua ciclos de vida: nascem (criados pela reprodução), funcionam ativamente, envelhecem e entram em colapso. A maioria das células do corpo é capaz de se recuperar no nível subcelular devido à reprodução e renovação das organelas incluídas em sua estrutura.

Arroz. 1.6.

Tabela 1.1

Organelas celulares, sua estrutura e funções

reprodução celular

Todas as células são formadas por divisão. O ciclo de vida celular inclui duas fases: interfase e mitose. Durante interfase a massa da célula aumenta (a célula "cresce"). Algumas células (por exemplo, células do tecido nervoso) permanecem neste estágio sem passar para o próximo, em outras (células da maioria dos tecidos capazes de crescimento e regeneração), com aumento de massa durante a interfase, duplicação do DNA cromossômico e a célula entra no estágio de mitose (Fig. 1.7).

Mitose subdividido em prófase (a membrana nuclear é destruída, os cromossomos são separados e conectados a microtúbulos especiais que direcionarão seu movimento para os pólos da célula em divisão - centríolos); metáfase (os cromossomos se alinham ao longo do equador de uma célula em divisão e finalmente se desprendem); anáfase (os cromossomos se movem para os pólos da célula); telófase (a célula se divide em duas no plano equatorial, os fios do fuso são destruídos, as membranas nucleares são formadas ao redor dos cromossomos). A mitose é chamada de divisão assexuada, ou clonagem: cada célula filha recebe um conjunto idêntico de cromossomos e pode novamente continuar a crescer e se desenvolver - vá para o estágio de iterfase. Esse processo geralmente leva cerca de uma hora.

Outro tipo de reprodução - sexual - é chamado meiose. Este tipo de divisão celular permite, como resultado de duas divisões sucessivas, que se assemelham em seu mecanismo aos processos de mitose, formar gametas - células sexuais com metade de um conjunto de cromossomos (um cromossomo de cada par). Fusão de dois gametas parentais zigoto (fertilização) as informações hereditárias recebidas de dois pais são combinadas e formam a base para o desenvolvimento do futuro organismo. A natureza aleatória dos processos de divergência de cromossomos durante a divisão celular e a conexão de cromossomos de gametas masculinos e femininos leva ao surgimento de novas combinações de genes e garante a variabilidade de várias características de uma espécie biológica. Subsequentemente, o zigoto se divide por mitose e se desenvolve em um organismo independente, carregando os sinais de ambos os pais na forma manifestada ou não manifestada.

1. Qual a forma das células? Do que depende?

A forma das células do nosso corpo é muito diversificada: planas, redondas, fusiformes, convolutas, possuem um ou mais processos ou flagelos, o que depende da localização das células no corpo e das funções desempenhadas por essas células.

2. Nomeie a função do kernel; citoplasma; membrana celular.

Função do kernel veja a pergunta 3

O citoplasma é o conteúdo vivo da célula e consiste em organelas, inclusões e hialoplasma. O hialoplasma forma o ambiente interno da célula e garante a interação de todas as partes da célula entre si; a composição do hialoplasma determina as propriedades osmóticas da célula. As organelas (retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos) garantem o funcionamento normal das células em particular e do corpo como um todo (ver questões 7,8,9,10).

A membrana celular serve como estrutura externa da célula, limita a célula do ambiente externo; principais funções: proteção e transporte, a membrana também fornece comunicação entre as células, participa da percepção de sinais do ambiente e sua transmissão para a célula (receptor), participa da construção de estruturas celulares especiais (flagelos, processos, etc.)

3. Quais são as funções do kernel? Que células humanas não a possuem?

O núcleo é responsável por armazenar e transmitir informações hereditárias na forma de uma estrutura de DNA inalterada; regulação de todos os processos vitais através do sistema de síntese de proteínas. A maioria das células humanas tem um único núcleo, também existem células multinucleadas, os eritrócitos são livres de núcleos.

4. Quantos cromossomos existem no sexo humano e nas células somáticas?

Nos humanos, as células somáticas contêm um conjunto duplo de cromossomos - 23 pares (46 cromossomos); em sexo - único (23 cromossomos).

5. O que é o citoplasma? Qual é o seu papel na célula?

Veja a pergunta 2.

6. Explique o significado para a célula de tal propriedade da membrana como a semipermeabilidade?

A semipermeabilidade é a capacidade das células vivas de passar algumas substâncias e não outras. A água com algumas substâncias dissolvidas necessárias para a nutrição celular penetra na célula ao longo do gradiente de concentração, os resíduos são removidos do lado de fora, o que garante a manutenção da constância da composição iônica e molecular na célula.

7. Conte-nos sobre a estrutura e o papel do retículo endoplasmático na célula.

O retículo endoplasmático (ER) é uma espécie de labirinto de muitos túbulos minúsculos, vesículas, sacos várias formas e dimensões, cujas paredes são formadas por membranas biológicas. Existem 2 tipos de retículo endoplasmático: agranular (liso) e granular (granular, contendo ribossomos na superfície dos canais e cavidades). O EPS garante a divisão do citoplasma da célula em compartimentos que impedem a mistura de processos químicos que ocorrem neles; proporciona o transporte de substâncias tanto dentro da célula como entre células vizinhas. EPS granular acumula, isola para maturação e transporta proteínas sintetizadas pelos ribossomos em sua superfície, sintetiza membranas celulares; O RE liso sintetiza e transporta lipídios, carboidratos complexos e hormônios esteróides, remove substâncias tóxicas da célula.

8. Que funções desempenha o complexo de Golgi? Como é arranjado?

O complexo de Golgi (CG) é um sistema de sacos planos (cisterna) de onde brotam vesículas e um sistema de túbulos membranosos que conectam o complexo com canais e cavidades do RE liso. Os tanques CG acumulam os produtos de síntese, decomposição e substâncias que entraram na célula, bem como substâncias que são excretadas da célula. As substâncias acumuladas são acondicionadas em vesículas e entram no citoplasma, que são então usadas para alimentar a célula ou são excretadas.

9. Por que as mitocôndrias são chamadas de "acumuladoras" da célula?

A principal função das mitocôndrias é a oxidação de substâncias orgânicas, acompanhada da liberação de energia, que vai para a formação de moléculas de ATP, que funcionam como uma bateria celular universal.

10. Quais organelas estão envolvidas na destruição e dissolução de partes celulares que perderam seu significado?

Essas organelas são lisossomos.

11. Invente e desenhe um diagrama da "Estrutura de uma célula animal".

12. Lembre-se de como uma célula humana difere de uma célula vegetal; fungo; bactérias.

Ao contrário das células vegetais, as células animais e humanas não possuem parede celular, cloroplastos ou grandes vacúolos. O carboidrato de armazenamento das células vegetais é o amido, enquanto o das células animais é o glicogênio. O modo de nutrição das células vegetais é autotrófico, enquanto o das células animais é heterotrófico.

As células fúngicas têm uma parede celular de quitina e grandes vacúolos. A maioria das células fúngicas são multinucleadas, ao contrário das células animais, onde a maioria das células é mononuclear.

As células bacterianas, ao contrário das células humanas, não possuem núcleo e nucléolo formados, mas possuem mesossomos que substituem outras organelas de membrana por bactérias. Na casca de algumas bactérias existe uma cápsula mucosa, que não existe nas células humanas. Nas células flageladas humanas (espermatozóides), os flagelos são de estrutura complexa, contêm microtúbulos, nas bactérias os flagelos são de estrutura simples. Nas bactérias, as células se dividem por fissão binária, raramente por brotamento e conjugação; em humanos, por mitose, meiose e amitose.

13. Por que uma célula é considerada um elemento estrutural e funcional do corpo?

O corpo é construído a partir um grande número células, cada uma das quais desempenha sua própria função especial, mas juntas elas fornecem um único funcionamento do corpo como um todo. Cada célula do corpo possui as propriedades básicas dos organismos vivos como um todo: autorrenovação, autorregulação e autorreprodução.