Rakuorganellide ja nende funktsioonide tabel. Loomaraku struktuur

Organell on väike rakustruktuur, mis täidab sees teatud funktsioone. Organellid on põimitud tsütoplasmasse. Keerulisemates eukarüootsetes rakkudes on organellid sageli ümbritsetud nende enda membraaniga. Sarnaselt keha siseorganitele on organellid spetsialiseerunud ja täidavad spetsiifilisi funktsioone, mis on vajalikud rakkude normaalseks toimimiseks. Neil on suur hulk kohustusi, alates energia tootmisest kuni rakkude kasvu ja paljunemise kontrollimiseni.

eukarüootsed organellid

Eukarüootsed rakud on rakud, millel on tuum. Tuum on oluline organell, mida ümbritseb topeltmembraan, mida nimetatakse tuumaümbriseks ja mis eraldab tuuma sisu ülejäänud rakust. Eukarüootsed rakud sisaldavad ka erinevaid rakuorganelle. Eukarüootsete organismide näideteks on loomad, taimed ja. ja sisaldavad palju samu või erinevaid organelle. Taimerakkudes leidub ka mõningaid organelle, mida loomarakkudes ei leidu ja vastupidi. Taime- ja loomarakkudes leiduvate peamiste organellide näited on järgmised:

• - membraaniga seotud struktuur, mis sisaldab pärilikku (DNA) teavet ning kontrollib ka raku kasvu ja paljunemist. Tavaliselt on see raku kõige olulisem organell.
• , kui energiatootjad, muundavad energiat vormideks, mida rakk saab kasutada. Nad osalevad ka muudes protsessides, nagu jagunemine, kasv ja.
• - ulatuslik tuubulite ja taskute võrgustik, mis sünteesib membraane, sekretoorseid valke, süsivesikuid, lipiide ja hormoone.
• - struktuur, mis vastutab teatud rakuliste ainete tootmise, säilitamise ja kohaletoimetamise eest, eriti endoplasmaatilisest retikulumist.
• - RNA-st ja valkudest koosnevad organellid, mis vastutavad valgusünteesi eest. Ribosoomid asuvad tsütosoolis või on seotud endoplasmaatilise retikulumiga.
• - need ensüümide membraanikotid töötlevad orgaaniline materjal rakke seedides raku makromolekule nagu nukleiinhapped, polüsahhariidid, rasvad ja valgud.
• , nagu lüsosoomid on ühendatud membraaniga ja sisaldavad ensüüme. Need aitavad detoksifitseerida alkoholi, moodustada sapphappeid ja lagundada rasvu.
• on vedelikuga täidetud suletud struktuurid, mida leidub kõige sagedamini taimerakkudes ja seentes. Nad vastutavad lai valik olulised funktsioonid, sealhulgas ladustamine toitaineid, võõrutus ja jäätmete kõrvaldamine.
• - plastiidid, mis sisalduvad taimerakkudes, kuid puuduvad loomarakkudes. Kloroplastid neelavad energiat päikesevalgus jaoks .
• - jäik välissein, mis asub enamikus taimerakkudes plasmamembraani lähedal, pakkudes rakule tuge ja kaitset.
• - silindrilisi struktuure leidub loomarakkudes ja need aitavad organiseerida mikrotuubulite kogunemist.
• - mõnede rakkude välisküljel paiknevad karvalaadsed moodustised, mis teostavad rakkude liikumist. Need koosnevad spetsiaalsetest mikrotuubulite rühmadest, mida nimetatakse basaalkehadeks.

prokarüootsed rakud

Prokarüootsete rakkude struktuur on vähem keeruline kui eukarüootsetel rakkudel. Neil puudub tuum, kus DNA on membraaniga seotud. Prokarüootne DNA asub tsütoplasma piirkonnas, mida nimetatakse nukleoidiks. Nagu eukarüootsetel rakkudel, on ka prokarüootsetel rakkudel plasmamembraan, rakusein ja tsütoplasma. Erinevalt eukarüootidest ei sisalda prokarüootid membraaniga seotud organelle. Siiski on neil mõned mittemembraansed organellid, nagu ribosoomid, lipud ja plasmiidid (DNA ringikujulised struktuurid, mis ei osale paljunemises). Prokarüootsete rakkude näideteks on ja.

Organellid – rakkude püsivad ja kohustuslikud komponendid; raku tsütoplasma spetsiaalsed lõigud, millel on spetsiifiline struktuur ja mis täidavad rakus spetsiifilisi funktsioone. Eristada organellid üld- ja eriotstarbeline.

Üldotstarbelised organellid on enamikus rakkudes (endoplasmaatiline retikulum, mitokondrid, plastiidid, Golgi kompleks, lüsosoomid, vakuoolid, rakukeskus, ribosoomid). Eriotstarbelised organellid on iseloomulikud ainult spetsialiseeritud rakkudele (müofibrillid, lipud, ripsmed, kontraktiilsed ja seedetrakti vakuoolid). Organellidel (välja arvatud ribosoomid ja rakukeskus) on membraani struktuur.

Endoplasmaatiline retikulum (EPR) – see on omavahel ühendatud õõnsuste, tuubulite ja kanalite hargnenud süsteem, mille moodustavad elementaarmembraanid ja mis tungivad läbi kogu raku paksuse. Porteri poolt avatud 1943. aastal. Eriti palju on endoplasmaatilise retikulumi kanaleid intensiivse ainevahetusega rakkudes. Keskmiselt on EPS-i maht 30% kuni 50% rakkude kogumahust. EPS on labiilne. Sisemiste lünkade ja kaanade vorm

saagid, nende suurus, asukoht rakus ja arv muutuvad eluprotsessis. Loomadel on rakk rohkem arenenud. EPS on morfoloogiliselt ja funktsionaalselt seotud tsütoplasma piirkihi, tuumamembraani, ribosoomide, Golgi kompleksi, vakuoolidega, moodustades koos nendega ühtse funktsionaalse ja struktuurse süsteemi ainete ja energia vahetamiseks ning ainete liikumiseks rakkude sees. kamber. Mitokondrid ja plastiidid kogunevad endoplasmaatilise retikulumi lähedusse.

EPS-i on kahte tüüpi: kare ja sile. Sileda (agranulaarse) ER membraanidel paiknevad rasvade ja süsivesikute sünteesisüsteemide ensüümid: siin sünteesitakse süsivesikuid ja peaaegu kõiki rakulisi lipiide. Rakkudes domineerivad endoplasmaatilise retikulumi sujuva sordi membraanid rasunäärmed, maks (glükogeeni süntees), suure toitainete sisaldusega rakkudes (taimede seemned). Ribosoomid paiknevad töötlemata (granuleeritud) EPS membraanil, kus toimub valkude biosüntees. Mõned nende sünteesitud valgud sisalduvad endoplasmaatilise retikulumi membraanis, ülejäänud sisenevad selle kanalite valendikku, kus need muundatakse ja transporditakse Golgi kompleksi. Eriti palju karedaid membraane näärmete ja närvirakkude rakkudes.

Riis. Kare ja sile endoplasmaatiline retikulum.

Riis. Ainete transport läbi süsteemituuma – endoplasmaatiline retikulum (EPR) – Golgi kompleks.

Endoplasmaatilise retikulumi funktsioonid:

1) valkude (rough ER), süsivesikute ja lipiidide süntees (smooth ER);

2) nii rakku sisenevate kui ka vastsünteesitavate ainete transport;

3) tsütoplasma jagamine sektsioonideks (compartment), mis tagab ensüümsüsteemide ruumilise eraldatuse, mis on vajalik nende järjestikuseks sisenemiseks biokeemilistesse reaktsioonidesse.

Mitokondrid - esinevad peaaegu igat tüüpi rakkudes üksikud ja mitmerakulised organismid(välja arvatud imetajate erütrotsüüdid). Nende arv erinevates rakkudes on erinev ja sõltub raku funktsionaalse aktiivsuse tasemest. Roti maksarakus on neid umbes 2500 ja mõne molluski isaslooma rakus - 20 - 22. Rohkem on neid rinnalihas lendavate lindude puhul kui mittelendavate lindude rinnalihases.

Mitokondrid on kujuga sfäärilised, ovaalsed ja silindrilised kehad. Mõõdud on läbimõõduga 0,2-1,0 mikronit ja pikkusega kuni 5-7 mikronit.

Riis. Mitokondrid.

Filamentsete vormide pikkus ulatub 15-20 mikronini. Väljaspool on mitokondrid piiratud sileda välismembraaniga, mis on koostiselt sarnane plasmalemmaga. Sisemembraan moodustab arvukalt väljakasvu - cristae - ja sisaldab arvukalt ensüüme, ATP-some (seenekehasid), mis on seotud toitainete energia muundamisega ATP energiaks. Cristae arv sõltub raku funktsioonist. Mitokondrites on palju kristlasi, need hõivavad kogu organoidi sisemise õõnsuse. Embrüonaalsete rakkude mitokondrites on kristallid üksikud. Taimedel on sisemembraani väljakasvud sagedamini torukujulised. Mitokondriaalne õõnsus on täidetud maatriksiga, mis sisaldab vett, mineraalsooli, ensüümvalke ja aminohappeid. Mitokondritel on autonoomne valke sünteesiv süsteem: ringikujuline DNA molekul, erinevat tüüpi RNA ja väiksemad ribosoomid kui tsütoplasmas.

Mitokondrid on tihedalt seotud endoplasmaatilise retikulumi membraanidega, mille kanalid avanevad sageli otse mitokondritesse. Elundi koormuse suurenemise ja energiakulu nõudvate sünteetiliste protsesside intensiivistumisel muutuvad kontaktid EPS-i ja mitokondrite vahel eriti arvukaks. Mitokondrite arv võib lõhustumise tõttu kiiresti suureneda. Mitokondrite võime paljuneda on tingitud DNA molekuli olemasolust, mis meenutab bakterite ringikujulist kromosoomi.

Mitokondriaalsed funktsioonid:

1) universaalse energiaallika - ATP süntees;

2) steroidhormoonide süntees;

3) spetsiifiliste valkude biosüntees.

plastiidid - membraanistruktuuriga organellid, mis on iseloomulikud ainult taimerakkudele. Nad osalevad süsivesikute, valkude ja rasvade sünteesis. Pigmentide sisalduse järgi jagunevad need kolme rühma: kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid.

Kloroplastidel on suhteliselt püsiv elliptiline või läätsekujuline kuju. Suurima läbimõõduga on 4–10 mikronit. Lahtris olev arv ulatub mõnest ühikust mitme kümneni. Nende suurus, värvi intensiivsus, kogus ja asukoht rakus sõltuvad valgustingimustest, taimede tüübist ja füsioloogilisest seisundist.

Riis. Kloroplast, struktuur.

Need on valk-lipoidkehad, mis koosnevad 35-55% valkudest, 20-30% lipiididest, 9% klorofüllist, 4-5% karotenoididest, 2-4% nukleiinhapetest. Süsivesikute kogus on erinev; leiti teatud kogus mineraalaineid Klorofüll - orgaanilise kahealuselise happe ester - klorofülliin ja orgaanilised alkoholid - metüül (CH 3 OH) ja fütool (C 20 H 39 OH). Kõrgemates taimedes on klorofüll a pidevalt kloroplastides - sellel on sinakasroheline värvus ja klorofüll b - kollakasroheline; ja klorofülli sisaldus ja mitu korda rohkem.

Kloroplastid sisaldavad lisaks klorofüllile pigmente – karoteen C 40 H 56 ja ksantofüll C 40 H 56 O 2 ning mõningaid teisi pigmente (karotenoide). Rohelises lehes on klorofülli kollased satelliidid varjatud heledama rohelise värviga. Sügisel aga lehtede langemise ajal hävib enamikus taimedes klorofüll ja siis tuvastatakse karotenoidide olemasolu lehes – leht muutub kollaseks.

Kloroplasti ümbritseb topeltmembraan, mis koosneb välis- ja sisemembraanist. Sisemine sisu - strooma - on lamell- (lamell-) struktuuriga. Värvitu stroomas eraldatakse granad - rohelised kehad, 0,3–1,7 mikronit. Need on tülakoidide kogum - suletud kehad lamedate vesiikulite või membraani päritolu ketaste kujul. Klorofüll monomolekulaarse kihi kujul paikneb valgu- ja lipiidikihtide vahel nendega tihedas ühenduses. Pigmendimolekulide ruumiline paigutus kloroplastide membraanistruktuurides on ülimalt otstarbekas ja loob optimaalsed tingimused kiirgusenergia efektiivseimaks neeldumiseks, edasikandumiseks ja kasutamiseks. Lipiidid moodustavad veevabad dielektrilised kihid kloroplasti membraanidest, mis on vajalikud elektronide transpordiahela toimimiseks. Lingide rolli elektronide transpordiahelas täidavad valgud (tsütokroomid, plastokinoonid, ferredoksiin, plastotsüaniin) ja üksikud keemilised elemendid- raud, mangaan jne. Terade arv kloroplastis on 20 kuni 200. Terade vahel paiknevad stromalamellid, mis ühendavad neid omavahel. Gran lamellid ja strooma lamellid on membraanse struktuuriga.

Kloroplasti sisemine struktuur võimaldab ruumiliselt dissotsieeruda arvukatel ja mitmekesistel reaktsioonidel, mis tervikuna moodustavad fotosünteesi sisu.

Kloroplastid, nagu ka mitokondrid, sisaldavad spetsiifilist RNA-d ja DNA-d, aga ka väiksemaid ribosoome ja kogu valkude biosünteesiks vajalikku molekulaarset arsenali. Nendes organellides on piisav kogus i-RNA-d, et tagada valke sünteesiva süsteemi maksimaalne aktiivsus. Kuid need sisaldavad ka piisavalt DNA-d teatud valkude kodeerimiseks. Nad paljunevad jagunemise, lihtsa ahenemise teel.

On kindlaks tehtud, et kloroplastid võivad muuta oma kuju, suurust ja asendit rakus, st nad on võimelised iseseisvalt liikuma (kloroplasti taksod). Nad leidsid kahte tüüpi kontraktiilseid valke, mille tõttu toimub nende organellide aktiivne liikumine tsütoplasmas.

Kromoplastid on laialt levinud taimede generatiivsetes organites. Nad värvivad lillede (buttercup, daalia, päevalill), puuviljade (tomatid, pihlakas, metsik roos) kroonlehed kollaseks, oranžiks, punaseks. Vegetatiivsetes organites on kromoplastid palju vähem levinud.

Kromoplastide värvus on tingitud karotenoidide - karoteeni, ksantofülli ja lükopeeni - olemasolust, mis on plastiidides erinevas olekus: kristallide, lipoidilahuse või kombinatsioonis valkudega.

Kromoplastidel on kloroplastidega võrreldes lihtsam struktuur - neil puudub lamellstruktuur. Keemiline koostis ka suurepärane: pigmendid - 20-50%, lipiidid kuni 50%, valgud - umbes 20%, RNA - 2-3%. See näitab kloroplastide madalamat füsioloogilist aktiivsust.

Leukoplastid ei sisalda pigmente, on värvitud. Need väikseimad plastiidid on ümarad, munajad või vardakujulised. Rakus koonduvad nad sageli ümber tuuma.

Sisemiselt on struktuur kloroplastidega võrreldes veelgi vähem diferentseeritud. Nad sünteesivad tärklist, rasvu, valke. Vastavalt sellele eristatakse kolme tüüpi leukoplaste - amüloplastid (tärklis), oleoplastid (taimeõlid) ja proteoplastid (valgud).

Leukoplastid tekivad proplastiididest, millega nad on kuju ja struktuuri poolest sarnased, kuid erinevad ainult suuruse poolest.

Kõik plastiidid on üksteisega geneetiliselt seotud. Need moodustuvad proplastiididest - väikseimatest värvitutest tsütoplasmaatilistest moodustistest, mis on sarnased välimus mitokondritega. Proplastiide leidub eostes, munades, kasvupunktide embrüonaalsetes rakkudes. Kloroplastid (valguses) ja leukoplastid (pimedas) tekivad otse proplastiididest, millest arenevad kromoplastid, mis on plastiidide evolutsiooni lõppproduktiks rakus.

Golgi kompleks - avastas esmakordselt 1898. aastal Itaalia teadlane Golgi loomarakkudest. See on süsteem sisemistest õõnsustest, tsisternidest (5-20), mis asuvad üksteise lähedal ja paralleelselt, ning suurte ja väikeste vakuoolide süsteem. Kõik need moodustised on membraanistruktuuriga ja on endoplasmaatilise retikulumi spetsiaalsed osad. Loomarakkudes on Golgi kompleks paremini arenenud kui taimerakkudes; viimastes nimetatakse seda diktüosoomideks.

Riis. Golgi kompleksi struktuur.

Lamellkompleksi sisenevad valgud ja lipiidid allutatakse erinevatele transformatsioonidele, akumuleeritakse, sorteeritakse, pakitakse sekretoorsetesse vesiikulitesse ja transporditakse vastavalt nende sihtkohale: erinevatesse rakusisesesse või rakuvälisesse struktuuri. Golgi kompleksi membraanid sünteesivad ka polüsahhariide ja moodustavad lüsosoome. Piimanäärmete rakkudes osaleb Golgi kompleks piima ja maksa rakkudes - sapi moodustumisel.

Golgi kompleksi funktsioonid:

1) rakus sünteesitud valkude, rasvade, polüsahhariidide ja väljastpoolt tulnud ainete kontsentreerimine, dehüdratsioon ja tihendamine;

2) orgaaniliste ainete komplekskomplekside kokkupanek ja nende ettevalmistamine rakust eemaldamiseks (taimedes tselluloos ja hemitselluloos, loomadel glükoproteiinid ja glükolipiidid);

3) polüsahhariidide süntees;

4) primaarsete lüsosoomide moodustumine.

Lüsosoomid - väikesed ovaalsed kehad läbimõõduga 0,2-2,0 mikronit. Keskse positsiooni hõivab vakuool, mis sisaldab 40 (erinevatel allikatel 30-60) hüdrolüütilist ensüümi, mis on võimelised happeline keskkond(pH 4,5-5) valkude, nukleiinhapete, polüsahhariidide, lipiidide ja muude ainete lõhustamiseks.

Selle õõnsuse ümber on strooma, mis on väljast elementaarse membraaniga kaetud. Ainete lagunemist ensüümide abil nimetatakse lüüsiks, seega organelli nimetatakse lüsosoomiks. Lüsosoomid moodustuvad Golgi kompleksis. Primaarsed lüsosoomid lähenevad otse pinotsüütiliste või fagotsüütiliste vakuoolide (endosoomide) juurde ja valavad nende sisu nende õõnsusse, moodustades sekundaarsed lüsosoomid (fagosoomid), mille sees toimub ainete seedimine. Lüüsiproduktid läbi lüsosoomide membraani sisenevad tsütoplasmasse ja osalevad edasises ainevahetuses. Sekundaarseid lüsosoome koos seedimata ainete jääkidega nimetatakse jääkkehadeks. Sekundaarsete lüsosoomide näide on algloomade seedevakuoolid.

Lüsosoomide funktsioonid:

1) pino- ja fagotsütoosi käigus rakku sisenevate toidu makromolekulide ja võõrkomponentide rakusisene seedimine, varustades rakku täiendava toorainega biokeemilisteks ja energeetilisteks protsessideks;

2) nälgimise ajal seedivad lüsosoomid mõned organellid ja taastavad mõneks ajaks toitainete varu;

3) embrüote ja vastsete ajutiste elundite (konna saba ja lõpused) hävitamine protsessis postembrüonaalne areng;

Riis. Lüsosoomide moodustumine

Vacuoolid – vedelikuga täidetud õõnsused taimerakkude ja protistide tsütoplasmas. Need on mullide, õhukeste tuubulite ja muu kujul. Endoplasmaatilise retikulumi jätketest ja Golgi kompleksi vesiikulitest moodustuvad kõige õhemate õõnsustena vakuoolid, seejärel raku kasvades ja ainevahetusproduktide kuhjudes nende maht suureneb ja arv väheneb. Arenenud, moodustunud rakul on tavaliselt üks suur vakuool, mis asub kesksel kohal.

Taimerakkude vakuoolid on täidetud rakumahlaga, mis on vesilahus orgaanilised (õun-, oksaal-, sidrunhape, suhkrud, inuliin, aminohapped, valgud, parkained, alkaloidid, glükosiidid) ja mineraalained (nitraadid, kloriidid, fosfaadid).

Protistidel on seede- ja kontraktiilsed vakuoolid.

Vakuoolide funktsioonid:

1) varutoitainete ja väljaheidete mahutite hoidmine (taimedes);

2) määrata ja säilitada osmootset rõhku rakkudes;

3) tagavad protistidel rakusisese seedimise.

Riis. Raku keskus.

Rakukeskus asub tavaliselt tuuma lähedal ja koosneb kahest üksteisega risti asetsevast tsentrioolist, mida ümbritseb kiirgav sfäär. Iga tsentriool on 0,3–0,5 µm ja 0,15 µm pikkune õõnes silindriline keha, mille seina moodustavad 9 mikrotuubulite kolmikut. Kui tsentriool asub tsiliumi või flagellumi põhjas, nimetatakse seda basaalkeha.

Enne jagunemist lahknevad tsentrioolid vastaspoolustele ja nende lähedale ilmub tütartsentriool. Raku erinevatel poolustel paiknevatest tsentrioolidest moodustuvad üksteise poole kasvavad mikrotuubulid. Need moodustavad mitootilise spindli, mis aitab kaasa geneetilise materjali ühtlasele jaotumisele tütarrakkude vahel ja on tsütoskeleti organisatsiooni keskpunkt. Osa spindli niitidest on kinnitatud kromosoomide külge. Kõrgemate taimede rakkudes rakukeskuses tsentrioolid puuduvad.

Tsentrioolid on tsütoplasma isepaljunevad organellid. Need tekivad olemasolevate dubleerimise tulemusena. See juhtub siis, kui tsentrioolid lahknevad. Ebaküps tsentriool sisaldab 9 üksikut mikrotuubulit; ilmselt on iga mikrotuubul küpsele tsentrioolile iseloomulike kolmikute kokkupanekuks.

Tsentrosoom on iseloomulik loomarakkudele, mõnedele seentele, vetikatele, sammaldele ja sõnajalgadele.

Rakukeskuse funktsioonid:

1) lõhustumispooluste teket ja fissioonispindli mikrotuubulite teket.

Ribosoomid - väikesed sfäärilised organellid, 15–35 nm. Koosneb kahest suurest (60S) ja väikesest (40S) allüksusest. Need sisaldavad umbes 60% valku ja 40% ribosomaalset RNA-d. rRNA molekulid moodustavad selle struktuurse raamistiku. Enamik valke on spetsiifiliselt seotud rRNA teatud piirkondadega. Mõned valgud inkorporeeritakse ribosoomidesse ainult valgusünteesi käigus. Ribosoomi subühikud moodustuvad tuumas. ja tuumamembraanis olevate pooride kaudu sisenevad tsütoplasmasse, kus asuvad kas EPA membraanil või tuumamembraani välisküljel või vabalt tsütoplasmas. Esiteks sünteesitakse nukleolaarsel DNA-l rRNA-d, mis seejärel kaetakse tsütoplasmast tulevate ribosomaalsete valkudega, lõigatakse soovitud suuruseni ja moodustuvad ribosoomi subühikud. Tuumas ei ole täielikult moodustunud ribosoome. Subühikute ühendamine terveks ribosoomiks toimub tsütoplasmas reeglina valkude biosünteesi käigus. Võrreldes mitokondritega on plastiidid, prokarüootsed rakud, ribosoomid eukarüootsete rakkude tsütoplasmas suuremad. Nad võivad kombineerida 5-70 ühikut polüsoomideks.

Ribosoomi funktsioonid:

1) osalemine valkude biosünteesis.

Riis. 287. Ribosoom: 1 - väike allüksus; 2 - suur allüksus.

Cilia, flagella – elementaarmembraaniga kaetud tsütoplasma väljakasvud, mille all on 20 mikrotuubulit, mis moodustavad piki perifeeriat 9 paari ja keskel kaks üksikut. Ripsmete ja lippide põhjas on basaalkehad. Lipukesed on kuni 100 µm pikad. Cilia on lühike - 10-20 mikronit - flagella. Lipude liikumine on spiraalne ja ripsmete liikumine on mõlalaadne. Tänu ripsmetele ja lipukestele liiguvad bakterid, protistid, tsiliaarrakud, liiguvad osakesed või vedelikud (ripsepiteeli ripsmed hingamisteed, munajuhad), sugurakud (spermatosoidid).

Riis. Lipude ja ripsmete struktuur eukarüootidel

Kaasamised - tsütoplasma ajutised komponendid, mis tekivad või kaovad. Reeglina sisalduvad need teatud etappidel rakkudes eluring. Inklusioonide spetsiifilisus sõltub kudede ja elundite vastavate rakkude spetsiifilisusest. Inklusioone leidub valdavalt taimerakkudes. Need võivad esineda hüaloplasmas, erinevates organellides, harvemini rakuseinas.

Funktsionaalses mõttes on inklusioonid kas rakkude ainevahetusest ajutiselt eemaldatud ühendid (varuained - tärklise terad, lipiidide tilgad ja valkude ladestused) või ainevahetuse lõppproduktid (teatud ainete kristallid).

tärklise terad. Need on kõige levinumad taimerakkude kandmised. Tärklist säilitatakse taimedes eranditult tärkliseteradena. Need moodustuvad ainult elusrakkude plastiidi stroomas. Fotosünteesi käigus tekivad rohelised lehed assimilatsioon, või esmane tärklis. Assimilatsioonitärklis ei kogune lehtedesse ja hüdrolüüsides kiiresti suhkruteks voolab taimeosadesse, kuhu see koguneb. Seal muutub see tagasi tärkliseks, mida nimetatakse teisejärguline. Sekundaarne tärklis moodustub ka otse mugulates, risoomides, seemnetes, st sinna, kuhu see ladestub. Siis nad helistavad talle tagavaraks. Leukoplaste, mis säilitavad tärklist, nimetatakse amüloplastid. Eriti tärkliserikkad on seemned, maa-alused võrsed (mugulad, sibulad, risoomid), puittaimede juurte ja varte juhtivate kudede parenhüümid.

Lipiidide tilgad. Leidub peaaegu kõigis taimerakkudes. Neis on kõige rikkamad seemned ja viljad. Lipiiditilkade kujul olevad rasvõlid on (tärklise järel) tähtsuselt teine ​​varutoitainete vorm. Mõnede taimede (päevalill, puuvill jne) seemned võivad koguda kuni 40% õli kuivaine massist.

Lipiidide tilgad kogunevad reeglina otse hüaloplasmasse. Need on tavaliselt submikroskoopilise suurusega sfäärilised kehad. Lipiiditilgad võivad koguneda ka leukoplastidesse, mida nimetatakse elaioplastid.

Valgu lisandid moodustuvad raku erinevates organellides erineva kuju ja struktuuriga amorfsete või kristalsete lademete kujul. Kõige sagedamini võib kristalle leida tuumas - nukleoplasmas, mõnikord perinukleaarses ruumis, harvemini hüaloplasmas, plastiidi stroomas, EPR-paakide pikendustes, peroksisoomide maatriksis ja mitokondrites. Vakuoolid sisaldavad nii kristallilisi kui ka amorfseid valgu inklusioone. AT enamus valgukristalle leidub kuivade seemnete säilitusrakkudes nn aleuroon 3 terad või valgu kehad.

Säilitusvalke sünteesivad ribosoomid seemne arengu käigus ja ladestuvad vakuoolidesse. Kui seemned valmivad, millega kaasneb dehüdratsioon, valguvakuoolid kuivavad ja valk kristalliseerub. Selle tulemusena muutuvad küpses kuivas seemnes valguvakuoolid valgukehadeks (aleurooni teradeks).

Tunni tüüp: kombineeritud.

meetodid: verbaalne, visuaalne, praktiline, probleemiotsing.

Tunni eesmärgid

Hariduslik: süvendada õpilaste teadmisi eukarüootsete rakkude ehitusest, õpetada neid praktilistes tundides rakendama.

Arendav: parandada õpilaste tööoskusi didaktiline materjal; arendada õpilaste mõtlemist, pakkudes ülesandeid prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude, taimerakkude ja loomarakkude võrdlemiseks sarnaste ja eristavate tunnuste tuvastamisega.

Varustus: plakat "Tsütoplasmaatilise membraani struktuur"; ülesannete kaardid; jaotusmaterjal (prokarüootse raku struktuur, tüüpiline taimerakk, loomaraku struktuur).

Subjektidevaheline suhtlus: botaanika, zooloogia, inimese anatoomia ja füsioloogia.

Tunniplaan

I. Organisatsioonimoment

Kontrollige tunniks valmisolekut.
Õpilaste nimekirja kontrollimine.
Tunni teema ja eesmärkide tutvustamine.

II. Uue materjali õppimine

Organismide jagunemine pro- ja eukarüootideks

Rakkude kuju on äärmiselt mitmekesine: mõned on ümarad, teised näevad välja nagu paljude kiirtega tähed, teised on piklikud jne. Rakud on ka erineva suurusega – kõige väiksematest, valgusmikroskoobis raskesti eristatavatest kuni palja silmaga suurepäraselt nähtavateni (näiteks kala- ja konnamunad).

Kõik viljastamata munad, sealhulgas hiiglaslikud kivistunud dinosauruste munad, mida hoitakse paleontoloogiamuuseumides, olid samuti kunagi elusrakud. Kui aga rääkida põhielementidest sisemine struktuur kõik rakud on sarnased.

prokarüootid (alates lat. pro- enne, enne, asemel ja kreeka keel. karyon- tuum) - need on organismid, mille rakkudel puudub membraaniga piiratud tuum, st. kõik bakterid, sealhulgas arhebakterid ja tsüanobakterid. Koguarv prokarüootseid liike on umbes 6000. Kogu prokarüootse raku geneetiline informatsioon (genofoor) sisaldub ühes ringjoonelises DNA molekulis. Mitokondrid ja kloroplastid puuduvad ning rakku energiaga varustavaid hingamis- või fotosünteesifunktsioone täidab plasmamembraan (joonis 1). Prokarüootid paljunevad ilma väljendunud seksuaalse protsessita, jagunedes kaheks. Prokarüootid on võimelised läbi viima mitmeid spetsiifilisi füsioloogilisi protsesse: nad fikseerivad molekulaarset lämmastikku, viivad läbi piimhappekääritamist, lagundavad puitu ning oksüdeerivad väävlit ja rauda.

Pärast sissejuhatavat vestlust arutlevad õpilased prokarüootse raku ehituse üle, võrreldes struktuuri põhijooni eukarüootsete rakkude tüüpidega (joonis 1).

eukarüootid - Need on kõrgemad organismid, millel on selgelt määratletud tuum, mis on tsütoplasmast eraldatud membraaniga (karüomembraan). Eukarüootide hulka kuuluvad kõik kõrgemad loomad ja taimed, aga ka ühe- ja mitmerakulised vetikad, seened ja algloomad. Eukarüootide tuuma DNA on suletud kromosoomidesse. Eukarüootidel on membraanidega piiratud rakulised organellid.

Erinevused eukarüootide ja prokarüootide vahel

- Eukarüootidel on tõeline tuum: eukarüootse raku geneetilist aparaati kaitseb raku enda kestaga sarnane kest.
– Tsütoplasmasse kuuluvad organellid on ümbritsetud membraaniga.

Taime- ja loomarakkude struktuur

Iga organismi rakk on süsteem. See koosneb kolmest omavahel ühendatud osast: membraan, tuum ja tsütoplasma.

Botaanika, zooloogia ja inimese anatoomia uurimisel olete ehitusega juba tuttavaks saanud erinevat tüüpi rakud. Vaatame selle artikli lühidalt üle.

1. harjutus. Määrake jooniselt 2, millised organismid ja koetüübid vastavad numbrite 1-12 all olevatele rakkudele. Mis on nende kuju põhjus?

Taime- ja loomarakkude organellide ehitus ja funktsioonid

Kasutades jooniseid 3 ja 4 ning kasutades bioloogilist entsüklopeediline sõnaraamat ja õpik, õpilased täidavad tabeli, milles võrreldakse looma- ja taimerakke.

Tabel. Taime- ja loomarakkude organellide ehitus ja funktsioonid

järeldused

1. Rakusein, plastiidid ja keskvakuool on omased ainult taimerakkudele.
2. Lüsosoomid, tsentrioolid, mikrovillid esinevad peamiselt ainult loomsete organismide rakkudes.
3. Kõik muud organellid on iseloomulikud nii taime- kui ka loomarakkudele.

Rakumembraani struktuur

Rakumembraan asub väljaspool rakku, piiritledes viimase keha välis- või sisekeskkonnast. See põhineb plasmalemmal (rakumembraanil) ja süsivesikute-valgu komponendil.

Rakuseina funktsioonid:

- säilitab raku kuju ja annab rakule ja organismile tervikuna mehaanilist tugevust;
- kaitseb rakku mehaaniliste kahjustuste ja kahjulike ühendite sattumise eest;
- teostab molekulaarsete signaalide äratundmist;
– reguleerib ainete vahetust raku ja keskkonna vahel;
- teostab rakkudevahelist interaktsiooni mitmerakulises organismis.

Rakuseina funktsioon:

- esindab välist raami - kaitsekest;
- tagab ainete transpordi (vesi, soolad, paljude orgaaniliste ainete molekulid läbivad rakuseina).

Loomarakkude välimine kiht on erinevalt taimede rakuseintest väga õhuke ja elastne. See pole valgusmikroskoobi all nähtav ja koosneb mitmesugustest polüsahhariididest ja valkudest. Loomarakkude pinnakihti nimetatakse glükokalüks, täidab loomarakkude otsese ühenduse funktsiooni väliskeskkonnaga, kõigi seda ümbritsevate ainetega, ei mängi toetavat rolli.

Looma glükokalüksi ja taimeraku rakuseina all on plasmamembraan, mis piirneb vahetult tsütoplasmaga. Plasmamembraan sisaldab valke ja lipiide. Need on paigutatud korrapäraselt erinevate keemiliste vastasmõjude tõttu. Lipiidimolekulid plasmamembraanis on paigutatud kahte ritta ja moodustavad pideva lipiidide kaksikkihi. Valgumolekulid ei moodusta pidevat kihti, nad asuvad lipiidikihis, sukeldudes sellesse erinevatel sügavustel. Valkude ja lipiidide molekulid on liikuvad.

Plasmamembraani funktsioonid:

- moodustab barjääri, mis eraldab raku sisemise sisu väliskeskkond;
- tagab ainete transpordi;
- tagab suhtluse rakkude vahel paljurakuliste organismide kudedes.

Ainete sisenemine rakku

Raku pind ei ole pidev. Tsütoplasmaatilises membraanis on arvukalt pisikesi auke – poore, mille kaudu, kas spetsiaalsete valkude abiga või ilma, võivad ioonid ja väikesed molekulid rakku tungida. Lisaks võivad mõned ioonid ja väikesed molekulid siseneda rakku otse läbi membraani. Olulisemate ioonide ja molekulide sisenemine rakku ei ole passiivne difusioon, vaid aktiivne transport, mis nõuab energiat. Ainete transport on valikuline. Rakumembraani selektiivset läbilaskvust nimetatakse poolläbilaskvus.

tee fagotsütoos raku sees sisenevad: suured orgaaniliste ainete molekulid, nagu valgud, polüsahhariidid, toiduosakesed, bakterid. Fagotsütoos viiakse läbi plasmamembraani osalusel. Kohas, kus raku pind puutub kokku mõne tiheda aine osakesega, membraan paindub, moodustab süvendi ja ümbritseb osakest, mis "membraankapslis" on raku sees. Tekib seedevakuool, milles seeditakse rakku sattunud orgaanilised ained.

Fagotsütoosi teel toituvad amööbid, ripsloomad, loomade ja inimeste leukotsüüdid. Leukotsüüdid neelavad baktereid, aga ka mitmesuguseid tahkeid osakesi, mis kogemata kehasse satuvad, kaitstes sellega seda patogeensete bakterite eest. Taimede, bakterite ja sinivetikate rakusein takistab fagotsütoosi ja seetõttu see rakku sisenevate ainete rada neis ei realiseeru.

Plasmamembraani kaudu tungivad rakku ka vedelad tilgad, mis sisaldavad erinevaid aineid lahustunud ja hõljuvas olekus.Seda nähtust nimetati nn. pinotsütoos. Vedeliku imendumise protsess sarnaneb fagotsütoosiga. Tsütoplasmasse sukeldatakse "membraanpakendis" tilk vedelikku. orgaaniline aine, mis sisenesid rakku koos veega, hakkavad seeduma tsütoplasmas sisalduvate ensüümide mõjul. Pinotsütoos on looduses laialt levinud ja seda viivad läbi kõigi loomade rakud.

III. Õpitud materjali koondamine

Mille jaoks kaks suured rühmad Kas kõik organismid jagunevad tuuma ehituse järgi?
Milliseid organelle leidub ainult taimerakkudes?
Milliseid organelle leidub ainult loomarakkudes?
Mis vahe on taimede ja loomade rakuseina struktuuril?
Millistel kahel viisil ained rakku sisenevad?
Milline on fagotsütoosi tähtsus loomadele?

1. Vaatleme joonist 24 lk. 54-55 õpik. Pidage meeles organellide nimesid, asukohta ja toimimise tunnuseid.

2. Täitke klaster "Eukarüootse raku põhikomponendid".

3. Milliste põhitunnuste alusel loetakse rakku eukarüootseks?
Eukarüootsetel rakkudel on hästi moodustunud tuum. Eukarüootsed rakud on prokarüootsete rakkudega võrreldes suured ja keerulised.

4. Visandage rakumembraani struktuur ja märgistage selle elemendid.

5. Märkige joonisel olevad looma- ja taimerakud ning määrake nende peamised organellid.

6. Täitke klaster “Raku välismembraani põhifunktsioonid”.
Membraani funktsioonid:
Barjäär
Transport
Raku interaktsioon keskkond ja muud rakud.

7. Koostage sünkviin termini "membraan" jaoks.
Membraan.
Selektiivselt läbilaskev, kahekihiline.
Transpordib, kaitseb, annab märku.
Valkudest ja lipiididest koosnev elastne molekulaarstruktuur.
Kest.

8. Miks on fagotsütoosi ja pinotsütoosi nähtused loomarakkudes väga levinud ning taimerakkudes ja seenerakkudes praktiliselt puuduvad?
Taime- ja seenerakkudel on rakusein, mida loomadel ei ole. See võimaldab tsütoplasmaatilisel membraanil suurema elastsuse tõttu absorbeerida vett mineraalsooladega (pinotsütoos). Selle omaduse tõttu viiakse läbi ka fagotsütoosi protsess - tahkete osakeste püüdmine.

9. Täitke klaster "Eukarüootsete rakkude organoidid".
Organellid: membraansed ja mittemembraansed.
Membraan: ühe- ja kahemembraaniline.

10. Loo kirjavahetus rühmade ja üksikute organellide vahel.
Organellid
1. Mitokondrid
2. EPS
3. Raku keskus
4. Vacuool
5. Golgi aparaat
6. Lüsosoomid
7. Ribosoomid
8. Plastiidid
Rühmad
A. Üksikmembraan
B. Topeltmembraan
B. Mittemembraanne

11. Täitke tabel.

Rakuorganellide ehitus ja funktsioonid

12. Täitke tabel.

TAIME- JA LOOMARAKUDE VÕRDLEVAD OMADUSED

13. Valige suvalise organoidi nimi ja tehke selle terminiga kolme tüüpi lauseid: jutustav, küsiv, hüüdlause.
Vakuool on suur membraanne vesiikul, mis on täidetud rakumahlaga.
Vakuool on taimeraku oluline osa!
Milliseid funktsioone vakuool lisaks varuainete kogumisele täidab?

14. Andke mõistete definitsioonid.
Kaasamised- need on raku valikulised komponendid, mis tekivad ja kaovad sõltuvalt rakus toimuva ainevahetuse intensiivsusest ja iseloomust ning organismi eksisteerimise tingimustest.
Organellid- püsivad spetsialiseeritud struktuurid elusorganismide rakkudes.

15. Vali õige vastus.
Test 1
Vastutab lüsosoomide moodustumise, ainete kogunemise, muutmise ja rakust eemaldamise eest:
2) Golgi kompleks;

2. test
Rakumembraani hüdrofoobne alus on:
3) fosfolipiidid;

3. test
Ühemembraanilised rakuorganellid:
2) lüsosoomid;

16. Selgitage päritolu ja üldine tähendus sõna (termin), mis põhineb selle moodustavate juurte tähendusel.

17. Valige termin ja selgitage, kuidas selle tänapäevane tähendus vastab selle juurte algsele tähendusele.
Valitud termin on eksotsütoos.
Kirjavahetus, termin vastab, kuid mehhanism on muutunud selgeks ja viimistletud. seda rakuline protsess, mille juures membraani vesiikulid ühinevad välisega rakumembraan. Eksotsütoosi käigus vabaneb sekretoorsete vesiikulite sisu väljapoole ja nende membraan sulandub rakumembraaniga.

18. Sõnasta ja pane kirja § 2.7 põhimõtted.
Rakk koosneb kolmest põhikomponendist: tuum, tsütoplasma ja rakumembraan.
Tsütoplasmas on organellid, kandmised ja hüaloplasma (peamine aine). Organellid on ühemembraanilised (ER, Golgi kompleks, lüsosoomid jne), kahemembraanilised (mitokondrid, plastiidid) ja mittemembraanilised (ribosoomid, rakukeskus). Taimerakk erineb loomarakust selle poolest, et sellel on lisastruktuurid: vakuool, plastiidid, rakusein ja rakukeskuses puuduvad tsentrioolid. Kõik raku organellid ja komponendid moodustavad hästi koordineeritud kompleksi, mis töötab tervikuna.

Raku organellid püsivad rakuorganid, struktuurid, mis tagavad mitmete funktsioonide elluviimise raku eluprotsessis: geneetilise teabe säilitamine ja edastamine, liikumine, jagunemine, ainete ülekandmine, süntees ja muud.

Eukarüootsete rakkude organellidele sisaldab:

• kromosoomid;
• ribosoomid;
• mitokondrid;
• rakumembraan;
• mikrokiud;
• mikrotuubulid;
• Golgi kompleks;
• endoplasmaatiline retikulum;
• lüsosoomid.

Tuuma nimetatakse tavaliselt ka eukarüootsete rakkude organelliks. Taimeraku peamine omadus on plastiidide olemasolu.

Taimeraku struktuur:

Tavaliselt sisaldab taimerakk:

• membraan;
• tsütoplasma koos organellidega;
• tselluloosist ümbris;
• rakumahlaga vakuoolid;
• tuum.

Looma raku struktuur:

Loomaraku struktuur koosneb:

Mis on raku organellide funktsioon - tabel

Rakulised organellid - video