Zadaci sa izborom od 3 tačna odgovora od 6.
1. Ćelije kojih organizama ne mogu apsorbirati velike čestice hrane fagocitozom?
2) cvjetnice
4) bakterije
5) ljudski leukociti
6) trepavice
2. Gusta ljuska je odsutna u ćelijama tijela
1) bakterije
2) sisari
3) vodozemci
6) biljke
3. Citoplazma obavlja niz funkcija u ćeliji:
1) je unutrašnje okruženjećelije
2) komunicira između jezgra i organela
3) djeluje kao matrica za sintezu ugljikohidrata
4) služi kao lokacija jezgra i organela
5) vrši prenos naslednih podataka
6) služi kao lokacija hromozoma u eukariotskim ćelijama
4. Koja je struktura i funkcija ribozoma?
1) učestvuje u reakcijama oksidacije
2) vrši sintezu proteina
3) odvojen od citoplazme membranom
4) sastoji se od 2 podjedinice
5) nalaze se u citoplazmi i na membranama EPS-a
6) nalaze se u kompleksu Golgi
5. Koje funkcije ER obavlja u biljnoj ćeliji?
1) učestvuje u sastavljanju proteina iz aminokiselina
2) obezbeđuje transport materija
3) formira primarne lizozome
4) učestvuje u fotosintezi
5) sintetiše neke ugljikohidrate i lipide
6) komunicira sa Golgijevim kompleksom
6. Koja je struktura i funkcija mitohondrija?
1) razgrađuju biopolimere do monomera
2) karakteriše anaerobni način dobijanja energije
4) imaju enzimske komplekse smještene na kristama
5) oksidiraju organske tvari sa stvaranjem ATP-a
6) imaju spoljašnju i unutrašnju membranu
7. Po čemu se mitohondrije razlikuju od hloroplasta?
1) sintetiziraju se ATP molekuli
2) oksidiraju organske tvari u ugljični dioksid i vodu
3) Sinteza ATP-a se odvija upotrebom svjetlosne energije
4) energija oslobođena pri oksidaciji organskih supstanci koristi se za sintezu ATP-a
5) površina unutrašnje membrane se povećava zbog nabora
6) površina membrane se povećava zbog stvaranja granula
8. Koja su opšta svojstva mitohondrija i hloroplasta?
1) ne dijele se tokom života ćelije
2) imaju svoj genetski materijal
3) su jednomembranske
5) imaju dvostruku membranu
6) učestvuje u sintezi ATP-a
9. U kojim strukturama eukariotske ćelije se nalaze molekuli DNK?
1) citoplazma
3) mitohondrije
4) ribozomi
5) hloroplasti
6) lizozomi
10. Koje funkcije jezgro obavlja u ćeliji?
1) osigurava ulazak supstanci u ćeliju
2) služi kao mjesto za lokalizaciju hromozoma
3) uz pomoć posrednih molekula učestvuje u sintezi proteina
4) učestvuje u procesu fotosinteze
5) u njemu se organske supstance oksidiraju u neorganske
6) učestvuje u formiranju hromatida
11. Koji se vitalni procesi odvijaju u ćelijskom jezgru?
1) formiranje fisijskog vretena
2) formiranje lizosoma
3) Udvostručenje DNK
4) sinteza mRNA
5) formiranje mitohondrija
6) formiranje podjedinica ribosoma
12. Glavne funkcije kernela
1) Sinteza DNK
2) oksidacija organskih materija
3) sinteza molekula RNK
4) apsorpcija od strane ćelije materija iz okoline
5) stvaranje organskih materija iz neorganskih
6) formiranje velikih i malih jedinica ribozoma
13. Koje su karakteristike strukture i funkcije jezgra?
ljuska se sastoji od jedne membrane sa porama
sinteza nuklearnih proteina odvija se u jezgri
podjedinice ribosoma se sintetiziraju u nukleolu
veličina jezgra - oko 10 mikrona
nuklearni omotač je dio sistema jedne ćelijske membrane
ATP se sintetiše u jezgru
14. Ćelije kojih organizama imaju ćelijski zid?
1) životinje
2) biljke
3) muškarac
6) bakterije
15. Navedite jednomembranske ćelijske organele
ribozomi
lizozomi
plastidi
golgi kompleks
mitohondrije
16. Navedite nemembranske ćelijske organele
ribozomi
lizozomi
golgi kompleks
citoskelet
ćelijski centar
Zadaci usklađenosti.
17. Uspostavite korespondenciju između karakteristika ćelijskog organoida i njegovog tipa.
KARAKTERISTIKE ORGANOIDA
A) sistem tubula koji prodiru u citoplazmu 1) kompleks
B) sistem spljoštenih membranskih cilindara i Golgijevih vezikula
C) osigurava nakupljanje supstanci u ćeliji 2) EPS
D) ribozomi se mogu nalaziti na membranama
D) učestvuje u formiranju lizosoma
E) obezbeđuje kretanje organskih materija u ćeliji
18. Uspostavite korespondenciju između karakteristika ćelijskog organoida i njegovog tipa.
KARAKTERISTIKE ORGANOIDA
A) sastoji se od šupljina sa mehurićima na krajevima 1) EPS
B) sastoji se od sistema tubula 2) Golgijevog kompleksa
B) učestvuje u sintezi proteina
D) učestvuje u formiranju lizosoma
D) učestvuje u obnavljanju i rastu membrana
E) vrši transport materija
19. Uspostavite korespondenciju između strukture i funkcije ćelije i organoida za koji su karakteristični.
STRUKTURA I FUNKCIJE ORGANA
A) razgrađuju organske supstance do monomera 1) lizozome
B) oksidiraju organske tvari do CO 2 i H 2 O 2) mitohondrije
C) odvojen od citoplazme jednom membranom
D) odvojen od citoplazme sa dvije membrane
20. Uspostavite korespondenciju između osobine i ćelijskog organoida za koji je karakteristična
ZNAK ORGANOIDA
A) sastoji se od dvije podjedinice 1) lizozoma
B) ima membranu 2) ribosom
B) obezbeđuje sintezu proteina
D) razgrađuje lipide
D) nalazi se uglavnom na ER membrani
E) pretvara polimere u monomere
21. Uspostavite korespondenciju između funkcije i organoida za koji je karakteristična.
FUNKCIJE
A) akumulira vodu 1) vakuola
B) sadrži kružnu DNK 2) hloroplast
B) obezbeđuje sintezu supstanci
D) sadrži ćelijski sok
D) apsorbuju svetlosnu energiju
E) sintetiše ATP
22. Uspostavite korespondenciju između strukture, funkcije i organoida za koji su karakteristični
STRUKTURA I FUNKCIJE ORGANIODA
A) sastoji se od 9 tripleta mikrotubula 1) centriol
B) sadrži 9 pari mikrotubula i 2 nesparena u centru 2) eukariotski bičak
B) pokrivena membranom
D) nema kod viših biljaka
D) odgovoran je za formiranje citoskeleta
E) ima bazalno tijelo u bazi
Zadatak sekvenciranja
23. Odrediti redoslijed taloženja dijelova i organela ćelije tokom centrifugiranja, uzimajući u obzir njihovu gustinu i masu.
1) ribozomi
3) lizozomi
Predavanje broj 6.
Broj sati: 2
MITOHONDRIJE I PLASTIDI
1.
2. Plastidi, struktura, sorte, funkcije
3.
Mitohondrije i plastidi su dvomembranske organele eukariotskih ćelija. Mitohondrije se nalaze u svim životinjskim i biljnim ćelijama. Plastidi su karakteristični za biljne ćelije koje provode fotosintetske procese. Ove organele imaju sličan strukturni plan i neke opšta svojstva. Međutim, u pogledu osnovnih metaboličkih procesa, oni se međusobno značajno razlikuju.
1. Mitohondrije, struktura, funkcionalni značaj
opšte karakteristike mitohondrije. Mitohondrije (grč. “mitos” - nit, "chondrion" - zrno, granula) su okrugle, ovalne ili štapićaste dvomembranske organele prečnika oko 0,2-1 mikrona i dužine do 7-10 mikrona. Ove organelemogu se otkriti pomoću svjetlosne mikroskopije, jer su dovoljne veličine i velike gustine. Posebnosti unutrašnja struktura mogu se proučavati samo elektronskim mikroskopom.Mitohondrije je 1894. godine otkrio R. Altman, koji im je dao naziv "bioblasti".Termin "mitohondrije" uveo je K. Benda 1897. godine. Mitohondrije su prisutne praktično u sve eukariotske ćelije. Anaerobni organizmi (crijevne amebe, itd.) nemaju mitohondrije. Brojmitohondrija u ćeliji kreće se od 1 do 100 hiljada.i zavisi od vrste, funkcionalne aktivnosti i starosti ćelije. Dakle unutra biljne ćelije mitohondrije su manje nego kod životinja; i uima više mladih ćelija nego starih.Životni ciklus mitohondrija je nekoliko dana. U ćeliji se mitohondrije obično akumuliraju u blizini područja citoplazme gdje postoji potreba za ATP-om. Na primjer, u srčanom mišiću mitohondrije se nalaze u blizini miofibrila, dok u spermatozoidima formiraju spiralni omotač oko ose flageluma.
Ultramikroskopska struktura mitohondrija. Mitohondrije su ograničene sa dvije membrane, svaka debljine oko 7 nm. Vanjska membrana je od unutrašnje odvojena međumembranskim prostorom širine oko 10-20 nm. Vanjska membrana je glatka, a unutrašnja formira nabore - cristae (latinski "crista" - greben, izraslina), povećavajući svoju površinu. Broj krista nije isti u mitohondrijima različitih ćelija. Mogu biti od nekoliko desetina do nekoliko stotina. Posebno je mnogo krista u mitohondrijima aktivno funkcionalnih stanica, na primjer, mišićnih stanica. Kriste sadrže lance transporta elektrona i povezanu fosforilaciju ADP (oksidativna fosforilacija). Unutrašnji prostor mitohondrija ispunjen je homogenom supstancom koja se zove matriks. Mitohondrijalne kriste obično ne blokiraju u potpunosti mitohondrijalnu šupljinu. Prema tome, matrica je u cijelosti kontinuirana. Matrica sadrži kružne molekule DNK, mitohondrijske ribozome, a tu su i naslage soli kalcijuma i magnezijuma. Mitohondrijska DNK sintetizira RNK molekule razne vrste, ribosomi su uključeni u sintezu brojnih mitohondrijalnih proteina. Mala veličina mitohondrijske DNK ne dozvoljava kodiranje sinteze svih mitohondrijalnih proteina. Stoga je sinteza većine mitohondrijalnih proteina pod nuklearnom kontrolom i odvija se u citoplazmi stanice. Bez ovih proteina rast i funkcioniranje mitohondrija je nemoguć. Mitohondrijska DNK kodira strukturne proteine odgovorne za ispravnu integraciju pojedinačnih funkcionalnih komponenti u mitohondrijskim membranama.
Reprodukcija mitohondrija. Mitohondrije se razmnožavaju sužavanjem ili fragmentacijom velikih mitohondrija u manje. Tako formirane mitohondrije mogu ponovo rasti i dijeliti se.
Mitohondrijalne funkcije. Glavna funkcija mitohondrija je sinteza ATP-a. Ovaj proces nastaje kao rezultat oksidacije organskih supstrata i fosforilacije ADP-a. Prva faza ovog procesa odvija se u citoplazmi u anaerobnim uslovima. Budući da je glavni supstrat glukoza, proces se naziva glikoliza. U ovoj fazi, supstrat se podvrgava enzimskom cijepanju do pirogrožđane kiseline uz istovremenu sintezu male količine ATP-a. Drugi korak se dešava u mitohondrijima i zahteva prisustvo kiseonika. U ovoj fazi dolazi do dalje oksidacije pirogrožđane kiseline sa oslobađanjem CO 2 i prijenosom elektrona na akceptore. Ove reakcije se provode uz pomoć niza enzima ciklusa trikarboksilne kiseline, koji su lokalizirani u mitohondrijskom matriksu. Elektroni oslobođeni tokom procesa oksidacije u Krebsovom ciklusu prenose se u respiratorni lanac (lanac transporta elektrona). U respiratornom lancu spajaju se s molekularnim kisikom i formiraju molekule vode. Kao rezultat toga, energija se oslobađa u malim porcijama, koja se pohranjuje u obliku ATP-a. Potpuna oksidacija jedne molekule glukoze sa stvaranjem ugljičnog dioksida i vode daje energiju za ponovno punjenje 38 ATP molekula (2 molekula u citoplazmi i 36 u mitohondrijima).
Mitohondrijski analozi u bakterijama. Bakterije nemaju mitohondrije. Umjesto toga, oni imaju lance za transport elektrona lokalizirane u ćelijskoj membrani.
2. Plastidi, struktura, sorte, funkcije. Problem porijekla plastida
Plastidi (od grč. plastidi- stvaranje, formiranje) su dvomembranske organele karakteristične za fotosintetske eukariotske organizme.Postoje tri glavne vrste plastida: hloroplasti, hromoplasti i leukoplasti. Ukupnost plastida u ćeliji se naziva plastidoma. Plastidi su međusobno povezani jednim poreklom u ontogenezi iz proplastida meristematskih ćelija.Svaki od ovih tipova, pod određenim uslovima, može preći jedan u drugi. Poput mitohondrija, plastidi sadrže vlastite DNK molekule. Stoga su također u stanju da se razmnožavaju neovisno o diobi stanica.
Hloroplasti(iz grčkog."chloros" - zeleno, "plastos» - modno)su plastidi u kojima se odvija fotosinteza.
Opće karakteristike hloroplasta. Hloroplasti su zelene organele duge 5-10 µm i široke 2-4 µm. Zelene alge imaju divovske hloroplaste (hromatofore), koji dosežu dužinu od 50 mikrona. Kloroplasti u višim biljkama imati bikonveksnog ili elipsoidnog oblika. Broj hloroplasta u ćeliji može varirati od jednog (neke zelene alge) do hiljadu (šag). ATU ćeliji viših biljaka u prosjeku ima 15-50 hloroplasta.Obično su hloroplasti ravnomjerno raspoređeni po citoplazmi ćelije, ali ponekad su grupirani u blizini jezgra ili ćelijskog zida. Očigledno zavisi od spoljašnjih uticaja (intenziteta svetlosti).
Ultramikroskopska struktura hloroplasta. Kloroplasti su odvojeni od citoplazme s dvije membrane od kojih je svaka debljine oko 7 nm. Između membrana postoji intermembranski prostor prečnika oko 20-30 nm. Vanjska membrana je glatka, unutrašnja ima naboranu strukturu. Između nabora su tilakoidi, u obliku diskova. Tilakoidi formiraju hrpe poput stupca novčića, tzv zrna. Mgrana su međusobno povezane drugim tilakoidima ( lamele, pragovi). Broj tilakoida u jednom aspektu varira od nekoliko do 50 ili više. Zauzvrat, u hloroplastu viših biljaka nalazi se oko 50 zrna (40-60), raspoređenih u šahovnici. Ovakav raspored osigurava maksimalno osvjetljenje svakog zrna. U središtu grane je hlorofil okružen slojem proteina; zatim postoji sloj lipoida, opet protein i hlorofil. Hlorofil ima složenu hemijsku strukturu i postoji u nekoliko modifikacija ( a b c d ). Više biljke i alge sadrže x kao glavni pigment.lorofil a sa formulom C 55 H 72 O 5 N 4 M g . Sadrži dodatni hlorofil b (više biljke, zelene alge), hlorofil c (smeđi i dijatomejevi), hlorofil d (crvene alge).Do stvaranja hlorofila dolazi samo u prisustvu svjetlosti i željeza, koje ima ulogu katalizatora.Matrica hloroplasta je bezbojna homogena tvar koja ispunjava prostor između tilakoida.U matrici suenzimi "tamne faze" fotosinteze, DNK, RNK, ribozomi.Osim toga, u matriksu dolazi do primarnog taloženja škroba u obliku škrobnih zrnaca.
Svojstva hloroplasta:
· poluautonomni (imaju vlastiti aparat za sintezu proteina, ali većina genetskih informacija nalazi se u jezgri);
· sposobnost samostalnog kretanja (udaljite se od direktne sunčeve svjetlosti);
· sposobnost samostalne reprodukcije.
reprodukcija hloroplasta. Kloroplasti se razvijaju iz proplastida, koji se mogu razmnožavati dijeljenjem. Kod viših biljaka dolazi i do diobe zrelih hloroplasta, ali je izuzetno rijetka. Starenjem listova i stabljike, sazrijevanjem plodova, hloroplasti gube zelenu boju, pretvarajući se u hromoplaste.
Funkcije hloroplasta. Glavna funkcija hloroplasta je fotosinteza. Osim fotosinteze, hloroplasti provode sintezu ATP-a iz ADP-a (fosforilacija), sintezu lipida, škroba i proteina. Kloroplasti također sintetiziraju enzime koji obezbjeđuju svjetlosnu fazu fotosinteze.
Hromoplasti(od grčkog chromatos - boja, boja i " plastos "- u modi)su obojeni plastidi. Njihova boja je zbog prisustva sljedećih pigmenata: karoten (narandžasto-žuti), likopen (crveni) i ksantofil (žuti). Kromoplasti su posebno brojni u ćelijama latica cvijeta i plodnih membrana. Većina hromoplasta nalazi se u plodovima i uvenulim cvjetovima i listovima. Kromoplasti se mogu razviti iz hloroplasta, koji gube hlorofil i akumuliraju karotenoide. To se dešava kada mnogi plodovi sazriju: napunjeni zrelim sokom, požute, postanu ružičasti ili crveni.Glavna funkcija hromoplasta je da daju boju za cvijeće, plodove i sjemenke.
Za razliku od leukoplasta, a posebno hloroplasta, unutrašnja membrana hloroplasta ne formira tilakoide (ili formira pojedinačne). Kromoplasti su konačni rezultat razvoja plastida (hloroplasti i plastidi se pretvaraju u hromoplaste).
Leukoplasti(od grčkog leucos - bijela, plastika - oblikovana, kreirana). Ovo su bezbojni plastidi.zaobljeni, jajoliki, vretenasti. Nalaze se u podzemnim dijelovima biljaka, sjemenu, epidermi, jezgri stabljike. posebno bogat leukoplasti gomolja krompira.Unutrašnja ljuska formira nekoliko tilakoida. Na svjetlosti, hloroplasti nastaju iz hloroplasta.Leukoplasti u kojima se sintetiše i akumulira sekundarni škrob nazivaju se amiloplasti, ulja - Eilaloplasts, proteini - proteoplasti. Glavna funkcija leukoplasta je akumulacija hranjivih tvari.
3. Problem porijekla mitohondrija i plastida. Relativna autonomija
Postoje dvije glavne teorije o poreklu mitohondrija i plastida. To su teorije direktne filijacije i uzastopnih endosimbioza. Prema teoriji direktne filijacije, mitohondrije i plastidi su formirani kompartmentalizacijom same ćelije. Fotosintetski eukarioti su evoluirali iz fotosintetskih prokariota. U nastalim autotrofnim eukariotskim ćelijama, mitohondrije su formirane intracelularnom diferencijacijom. Kao rezultat gubitka plastida, životinje i gljive su nastale od autotrofa.
Najosnovnija je teorija sukcesivnih endosimbioza. Prema ovoj teoriji, nastanak eukariotske ćelije prošao je kroz nekoliko faza simbioze sa drugim ćelijama. U prvoj fazi, ćelije tipa anaerobnih heterotrofnih bakterija uključivale su slobodnoživuće aerobne bakterije koje su se pretvorile u mitohondrije. Paralelno, u ćeliji domaćinu, prokariotski genofor se formira u jezgro izolirano iz citoplazme. Na taj način je nastala prva eukariotska ćelija, koja je bila heterotrofna. Eukariotske stanice koje su nastale ponovljenim simbiozama uključivale su plavo-zelene alge, što je dovelo do pojave struktura tipa hloroplasta u njima. Dakle, mitohondrije su već postojale u heterotrofnim eukariotskim ćelijama kada su ove druge stekle plastide kao rezultat simbioze. Kasnije su, kao rezultat prirodne selekcije, mitohondrije i hloroplasti izgubili dio svog genetskog materijala i pretvorili se u strukture s ograničenom autonomijom.
Dokazi za endosimbiotičku teoriju:
1. Sličnost strukture i energetskih procesa u bakterijama i mitohondrijama, s jedne strane, i u plavo-zelenim algama i hloroplastima, s druge strane.
2. Mitohondrije i plastidi imaju svojespecifični sistem sinteze proteina (DNK, RNK, ribozomi). Specifičnost ovog sistema je u njegovoj autonomiji i oštroj različitosti od onog u ćeliji.
3. DNK mitohondrija i plastida jemale ciklične ili linearne molekulekoji se razlikuje od DNK jezgra i po svojim karakteristikama se približava DNK prokariotskih ćelija.Sinteza DNK mitohondrija i plastida nijezavisi od sinteze nuklearne DNK.
4. U mitohondrijima i hloroplastima postoje m-RNA, t-RNA, r-RNA. Ribosomi i rRNA ovih organela se oštro razlikuju od onih u citoplazmi. Konkretno, mitohondrijski i hloroplastni ribozomi, za razliku od citoplazmatskih ribozoma, osjetljivi su na antibiotik hloramfenikol, koji potiskuje sintezu proteina u prokariotskim stanicama.
5. Povećanje broja mitohondrija događa se rastom i podjelom izvornih mitohondrija. Do povećanja broja hloroplasta dolazi kroz promjene u proplastidu, koji se, pak, množe diobom.
Ova teorija dobro objašnjava očuvanje ostataka sistema replikacije u mitohondrijima i plastidima i omogućava konstruisanje konzistentne filogenije od prokariota do eukariota.
Relativna autonomija hloroplasta i plastida. U nekim aspektima, mitohondrije i hloroplasti se ponašaju kao autonomni organizmi. Na primjer, ove strukture se formiraju samo od originalnih mitohondrija i hloroplasta. To je pokazano u eksperimentima na biljnim stanicama, u kojima je stvaranje hloroplasta inhibirano antibiotikom streptomicinom, i na stanicama kvasca, gdje je stvaranje mitohondrija bilo inhibirano drugim lijekovima. Nakon ovakvih uticaja ćelije nikada nisu obnovile nedostajuće organele. Razlog je taj što mitohondrije i hloroplasti sadrže određenu količinu vlastitog genetskog materijala (DNK) koji kodira dio njihove strukture. Ako se ova DNK izgubi, što se dešava kada je formiranje organela potisnuto, struktura se ne može ponovo stvoriti. Oba tipa organela imaju svoj sistem za sintezu proteina (ribozomi i transfer RNK), koji se donekle razlikuje od glavnog sistema ćelije za sintezu proteina; poznato je, na primjer, da se sistem organela koji sintetiše proteine može potisnuti antibioticima, dok oni ne utiču na glavni sistem. DNK organele je odgovorna za većinu ekstrahromozomskog ili citoplazmatskog nasljeđivanja. Ekstrahromozomska nasljednost se ne pokorava Mendelovim zakonima, budući da se tokom diobe ćelije DNK organela prenosi na ćelije kćeri na drugačiji način od hromozoma. Proučavanje mutacija koje se javljaju u DNK organela i DNK hromozoma pokazalo je da je DNK organela odgovorna samo za mali dio strukture organela; većina njihovih proteina je kodirana u genima smještenim na hromozomima. Relativna autonomija mitohondrija i plastida smatra se jednim od dokaza njihovog simbiotskog porijekla.
Život kao biološki proces ujedinjen je u cijeloj biosferi i postoji na osnovu temeljnih principa. Stoga različiti oblici života, kao i različite strukturne komponente predstavnika bioloških vrsta, imaju značajne sličnosti. Djelomično ih obezbjeđuje zajedničko porijeklo ili obavljanje sličnih funkcija. U tom kontekstu potrebno je detaljno analizirati sličnosti između mitohondrija i hloroplasta, iako na prvi pogled ove stanične organele imaju malo zajedničkog.
Mitohondrije
Mitohondrije se nazivaju dvomembranske stanične strukture odgovorne za opskrbu energijom jezgra i organela. Nalaze se u biljkama, gljivama i životinjama. Oni su odgovorni za, odnosno konačnu asimilaciju kiseonika, iz kojeg se, kao rezultat biohemijske transformacije, izdvaja energija za sintezu makroerga. To se postiže prijenosom naboja preko mitohondrijalne membrane i enzimskom oksidacijom glukoze.
Hloroplasti
Kloroplasti su ćelijske organele biljaka, nekih fotosintetskih bakterija i protista. To su stanične strukture sa dvostrukom membranom u kojima se glukoza sintetizira korištenjem energije. sunčeva svetlost. Ovaj proces se postiže prijenosom energije fotona i pojavom enzimskih reakcija povezanih s prijenosom naboja preko membrane. Rezultat fotosinteze je korištenje ugljičnog dioksida, sinteza glukoze i oslobađanje molekularnog kisika.
Sličnosti između mitohondrija i hloroplasta
Hloroplasti i mitohondrije su ćelijske organele sa dvije membrane. Prvi sloj ih štiti od citoplazme ćelije, a drugi čini brojne nabore na kojima se odvijaju procesi prijenosa naboja. Princip njihovog rada je sličan, ali usmjeren u različitim smjerovima. U mitohondrijama se odvijaju enzimske reakcije pomoću kisika, a ugljični dioksid djeluje kao produkt reakcije. Kao rezultat transformacije, energija se također sintetiše.
U hloroplastima se opaža obrnuti proces - sinteza glukoze i oslobađanje kisika iz ugljičnog dioksida uz potrošnju svjetlosne energije. Ovo je fundamentalna razlika između ovih organela, ali se razlikuje samo smjer procesa. Njegova elektrohemija je skoro identična, iako se za to koriste različiti posrednici.
Također možete detaljno razmotriti kako se manifestira sličnost mitohondrija i kloroplasta. Ona leži u autonomiji organela, jer one čak imaju i vlastitu molekulu DNK, koja čuva kodove za strukturne proteine i enzime. Obje organele imaju vlastiti autonomni aparat za biosintezu proteina, pa su kloroplasti i mitohondriji u stanju samostalno osigurati potrebne enzime i obnoviti svoju strukturu.
Sažetak
Glavna sličnost između mitohondrija i hloroplasta je njihova autonomija unutar ćelije. Odvojeni od citoplazme dvostrukom membranom i imaju svoj kompleks biosintetskih enzima, oni ni na koji način ne zavise od stanice. Oni također imaju svoj skup gena, pa se stoga mogu smatrati zasebnim živim organizmom. Postoji filogenetska teorija da su u ranim fazama razvoja jednoćelijskog života mitohondrije i hloroplasti bili najjednostavniji prokarioti.
Kaže da ih je u određenom periodu apsorbovala druga ćelija. Zbog prisustva zasebne membrane, nisu se cijepali, postajući donor energije za "vlasnika". U toku evolucije, usled razmene gena u prednuklearnim organizmima, DNK hloroplasta i mitohondrija integrisana je u genom ćelije domaćina. Od tog trenutka, sama ćelija je bila u stanju da sastavi ove organele, ako nisu prenete na nju tokom mitoze.
dvostruke membranske strukture. Nukleus. hromozomi. Mitohondrije i Plastidi
Neizostavna je komponenta za gotovo svaku eukariotsku ćeliju (s izuzetkom eritrocita, trombocita sisara, sitastih cijevi za biljke). Ćelije, u pravilu, imaju jedno jezgro, ali postoje dvonuklearne (cilijati) i multinuklearne (hepatociti, mišićne ćelije itd.). Svaka vrsta ćelije ima određeni konstantni omjer između volumena jezgra i citoplazme - nuklearno-citoplazmatski omjer.
Oblik jezgra
Jezgra dolaze u različitim oblicima i veličinama. Uobičajeni oblik jezgra je sferičan, rjeđe je drugačiji (zvezdasti, nepravilni, itd.). Veličine se kreću od 1 µm do 1 cm.
Neki jednoćelijski (cilijati, itd.) imaju dva jezgra: vegetativno i generativno. Generativni osigurava prijenos genetskih informacija, vegetativni reguliše sintezu proteina.
Pokriven sa dvije membrane (vanjska i unutrašnja) s nuklearnim porama prekrivenim posebnim tijelima; unutra - nuklearni matriks, koji se sastoji od nuklearnog soka (karioplazme, nukleoplazme), nukleola (jedna ili više), ribonukleoproteinskih kompleksa i kromatinskih niti. Postoji jaz između dvije membrane (od 20 do 60 nm). Vanjska membrana jezgra je povezana sa EPS-om.
Unutrašnji sadržaj kernela
Karioplazma (iz grčkog. karyon- nut kernel) je unutrašnji sadržaj jezgra. Po strukturi je slična citoplazmi. Sadrži proteinske fibrile koje čine unutrašnji skelet jezgra.
nucleolus sastoji se od kompleksa RNK sa proteinima (ribonukleoproteinskih fibrila), intranukleolarnog hromatina i prekursora podjedinica ribosoma (granula). Nastaje na sekundarnim suženjima hromozoma - nukleolarni organizatori .
Funkcija nukleola
Funkcija nukleola je sinteza ribozoma.
Nizovi hromatina - hromozomi u periodu između staničnih deoba (dezoksiribonukleički kompleksi). Izgledaju kao pojedinačni filamenti (euhromatin), granule (heterohromatin) i intenzivno su obojeni nekim bojama.
hromozomi Nuklearne strukture koje sadrže gene sastoje se od DNK i proteina. Osim toga, sastav hromozoma uključuje enzime i RNK.
Funkcije kernela
Očuvanje i prijenos genetskih informacija, organizacija i regulacija metaboličkih procesa, fizioloških i morfoloških u ćeliji (na primjer, sinteza proteina).
hromozomi
hromozomi (iz grčkog. hrom- boja, som- tijelo). Otkriveni su svetlosnim mikroskopom krajem 19. veka. Njihova struktura se najbolje proučava u fazi metafaze mitoze, kada su maksimalno spiralizirani. Da bi se to postiglo, hromozomi su raspoređeni po veličini (prvi su najduži, zadnji su seksualni), oni čine ideogrami .
Hemijski sastav hromozoma
AT hemijski sastav hromozomi uključuju dvolančanu DNK povezanu s nuklearnim proteinima (formiraju nukleoproteine), RNA i enzimima. Nuklearni proteini omotani oko lanca DNK oblika nukleozomi. 8-10 nukleozoma je povezano u globule. Između njih su dijelovi DNK. Tako su molekuli DNK kompaktno smješteni u hromozomu. Nesavijeni molekuli DNK su veoma dugački.
Hromozomi se sastoje od dva hromatide , povezan primarna konstrikcija , što ih razdvaja na ramena. Hromozomi mogu biti jednakokraki, različitoruki ili jednoruki. Mjesto primarne konstrikcije sadrži lamelarnu formaciju u obliku diska - centromere , na koji su fisioni niti vretena pričvršćeni tokom dijeljenja. Može imati sekundarno stezanje (nukleolarnog organizatora ) i satelita.
Svaki hromozom u setu ima sličnu strukturu i skup gena - homologno . Hromozomi različitih parova bit će međusobno povezani nehomologna . Zovu se hromozomi koji ne određuju spol autozomi. Zovu se hromozomi koji određuju spol heterohromozomi .
Šta su ćelije
Ćelije su aseksualne somatski (iz grčkog. som- tijelo) i seksualne, ili generativno (od lat. genero- generirati, generirati gamete. Broj hromozoma u jezgri može biti različit kod različitih vrsta organizama. U svim somatskim ćelijama organizama iste vrste, broj hromozoma je obično isti. Somatski karakteriše dvostruki skup hromozoma - diploidni (2n), za gamete - haploidni (n). Broj hromozoma može premašiti dvostruki skup. Takav skup se zove poliploid(triploid (3n), tetraploid (4n) itd.).
Kariotip - ovo je određeni skup hromozoma u ćeliji, karakterističan za svaku vrstu biljaka, životinja, gljiva. Broj hromozoma u kariotipu je uvijek paran. Broj hromozoma ne zavisi od nivoa organizacije organizma, ne ukazuje uvek na filogenetski odnos (kod ljudi - 46 hromozoma, kod psa - 78, kod žohara - 48, kod šimpanze - 48).
Mitohondrije
Mitohondrije (iz grčkog. mitos- konac, chondrion- zrno) - dvomembranske organele koje imaju oblik pasulja u obliku štapića, niti, nalaze se u gotovo svim eukariotskim ćelijama. Ponekad se mogu granati (u nekim jednoćelijskim, mišićnim vlaknima itd.). Broj je različit (od 1 do 100 hiljada ili više). U biljnim stanicama je manji, jer njihovu funkciju (formiranje ATP-a) djelimično obavljaju hloroplasti.
Struktura mitohondrija
Vanjska membrana je glatka, unutrašnja je presavijena. Nabori povećavaju unutrašnju površinu, tzv cristae . Između vanjske i unutrašnje membrane postoji jaz (širine 10-20 nm). Kompleks enzima nalazi se na površini unutrašnje membrane.
Unutrašnje okruženje - matrica . Sadrži kružni DNK molekul, ribozome, mRNA, inkluzije, sintetiziraju se proteini koji su dio unutrašnje membrane.
Mitohondrije u ćeliji se stalno obnavljaju. To su poluautonomne strukture - formirane su podjelom.
Funkcije mitohondrija
Funkcije: energetske "stanice" ćelije - formiraju energetski bogate supstance - ATP, obezbeđuju ćelijsko disanje.
plastidi
plastidi (iz grčkog. plastidis, plastos- formirani, oblikovani) - dvomembranske organele fotosintetskih organizama (uglavnom biljaka). Imaju različite oblike i boje. Postoje tri vrste:
- Hloroplasti (iz grčkog. chloros- zeleni) - sadrže uglavnom hlorofil u membranama, određuju zelenu boju biljaka, nalaze se u zelenim dijelovima biljaka. 5-10 mikrona dužine. Broj varira.
Struktura hloroplasta
Struktura: vanjska membrana je glatka, unutrašnja je presavijena, unutrašnji sadržaj je matriks sa kružnim DNK molekulom, ribosomima i inkluzijama. Postoji jaz (20-30 nm) između vanjske i unutrašnje membrane. Unutrašnje membrane formiraju hrpe - zrna, koji se sastoje od tilakoidi(50 ili više), koje izgledaju kao spljoštene vakuole ili vrećice. Gran u hloroplastu 60 ili više. Bake povezane lamele- ravni izduženi nabori membrane. Na unutrašnjim membranama nalaze se fotosintetski pigmenti (hlorofil itd.). Unutar hloroplasta nalazi se matriks. Sadrži kružni DNK molekul, ribozome, inkluzije, škrobna zrna.
Glavni fotosintetski pigmenti (hlorofili, pomoćni - karotenoidi) nalaze se u tilakoidima.
Glavna funkcija hloroplasta
Glavna funkcija je fotosinteza. Neki lipidi i membranski proteini se također sintetiziraju u hloroplastima.
Kloroplasti su poluautonomne strukture, imaju vlastite genetske informacije, imaju vlastiti aparat za sintezu proteina i množe se diobom.
- Hromoplasti (iz grčkog. hrom- boja, boja) - sadrže obojene pigmente (karotene, ksantofili itd.), imaju malo tilakoida, skoro odsutan sistem unutrašnjih membrana, nalaze se u obojenim dijelovima biljke. Funkcije privlače insekte i druge životinje za oprašivanje, distribuciju plodova i sjemena.
- Leukoplasti (iz grčkog. leukos- bijeli) - to su bezbojni plastidi, smješteni u neobojenim dijelovima biljke. Funkcija: skladište hranljive materije, produkte ćelijskog metabolizma. Sadrži kružnu DNK, ribozome, inkluzije, enzime. Može se gotovo u potpunosti napuniti zrncima škroba.
Plastidi su zajedničkog porijekla, nastaju iz proplastida obrazovnog tkiva. Različite vrste plastidi mogu prelaziti jedan u drugi. Lagani proplastidi se pretvaraju u hloroplaste, leukoplasti u hloroplaste ili hromoplaste. Uništavanje klorofila u plastidima dovodi do stvaranja hromoplasta (zeleno lišće postaje žuto, a u jesen crveno). Kromoplasti su konačna transformacija plastida. Ne pretvaraju se u ništa drugo.
Alge i neki flagelati imaju posebnu dvomembransku organelu koja sadrži fotosintetske pigmente - hromatofora . Po strukturi je sličan hloroplastima, ali ima određene razlike. Grana nema u hromatoforama. Oblik je raznolik (u chlamydomonas - u obliku čaše, u spirogyra - u obliku spiralnih traka, itd.). Hromatofor sadrži pirenoid - područje ćelije sa malim vakuolama i zrncima škroba.
Hipoteza simbiogeneze (endosimbioze).
Prokariotske ćelije ušle su u simbiozu sa eukariotskim ćelijama. Vjeruje se da su mitohondrije nastale kao rezultat kohabitacije aerobnih i anaerobnih stanica, hloroplasti - kao rezultat kohabitacije cijanobakterija sa stanicama heterotrofnih početnih eukariota. O tome svjedoči činjenica da su plastidi i mitohondriji po veličini bliski prokariotskim stanicama, imaju svoju kružnu DNK molekulu i vlastiti aparat za sintezu proteina. Oni su poluautonomni, formirani podjelom.
5. Plastidi, mitohondrije, ribozomi. Poreklo, struktura, funkcije.
plastidi- hijaloplazmatske organele, karakteristične samo za biljne ćelije. U zavisnosti od prisustva pigmenata razlikuju se 3 vrste plastida: hloroplasti (zeleni), hromoplasti (narandžasti, žuti, crveni), leukoplasti (bezbojni). Razmotrite njihovu strukturu koristeći primjer hloroplasti . Veličina i broj hloroplasta po ćeliji varira u zavisnosti od vrste biljke. Obično su to ovalna ili lećasta tijela, dugačka 4-7 mikrona, debljina 1-3 mikrona. Njihov broj u ćeliji može biti od 5-7 (kod topole u epidermisu) do 325 (u listovima krompira). Izvana su hloroplasti prekriveni omotačem od 2 membrane, unutrašnja može formirati nekoliko izraslina u plastidnu šupljinu. Ispod ljuske je tijelo plastida - stroma, čija je strukturna jedinica tilakoidi- plosnate vrećaste membranske formacije koje sadrže pigmente. Zovu se tilakoidi raspoređeni u hrpu zrna. Na membranama grančice javlja se svjetlosna faza fotosinteze, na membranama tilakoida strome tamna faza. Stroma hloroplasta također sadrži plastoglobule- okrugle inkluzije masnih ulja, ribozoma, DNK, ponekad zrna škroba, proteinskih kristala, mikrotubula.
Pigmenti koji čine plastide pripadaju 3 klase: hlorofili, karotenoidi, fikobilini. hlorofili- a, b, c, d, itd. razlikuju se jedni od drugih u spektrima apsorpcije; glavni pigment za hvatanje svjetlosti je hlorofil "a", a dodatni su "b", "c", "d". To karotenoidi uključuju karotene i ksantofile, koji su također uključeni u fotosintezu kao dodatni pigmenti. Osim toga, daju boju laticama mnogih biljaka (lale, maslačak, itd.), voću (šipak, paradajz, planinski pepeo), korijenskim usjevima (mrkva, cvekla, itd.) Phycobillins- pigmenti algi i cijanobakterija (fikoeritrini u crvenim algama).
Kloroplasti sadrže hlorofile i karotenoide, ali u različitim omjerima. Na primjer, u listovima spanaća Chl a:Chl b:Kar:Ks se nalaze u omjeru 11:5:2:1 (Seibolz, 1941). Hromoplasti sadrže karotenoide, obično rastvorene u plastoglobulama. Razlikuju se po manjim veličinama i slabo razvijenom unutrašnjem membranskom sistemu. Leukoplasti - bezbojni plastidi bez pigmenta, te stoga u njima ima malo ili nimalo tilakoida. Njihova funkcija je sinteza i akumulacija rezervnih nutrijenata: škroba (amiloplasti), rjeđe proteina (proteoplasti), masnih ulja (oleoplasta). U ontogenezi sve vrste plastida mogu se pretvoriti jedni u druge: leukoplasti -> hloroplasti -> hromoplasti. Ponekad - hloroplasti -> leukoplasti; leukoplasti -> hromoplasti. Vjeruje se da su hromoplasti faza starenja plastida.
Tako biljke uz pomoć plastida ispunjavaju svoju kosmičku ulogu i osiguravaju sunčevu energiju za procese stvaranja organskih tvari.
Mitohondrije- mala tijela u obliku štapa, ograničena s dvije membrane. Od unutrašnje membrane mitohondrija protežu se brojni nabori - kriste, na njihovim zidovima nalaze se različiti enzimi uz pomoć kojih se vrši sinteza visokoenergetske tvari - adenozin trifosforne kiseline (ATP). U zavisnosti od aktivnosti ćelije i spoljašnjih uticaja, mitohondrije se mogu kretati, menjati svoju veličinu i oblik. Ribosomi, fosfolipidi, RNK i DNK nalaze se u mitohondrijima. Prisustvo DNK u mitohondrijima povezano je sa sposobnošću ovih organela da se reproduciraju stvaranjem suženja ili pupanja tokom ćelijske diobe, kao i sintezom nekih mitohondrijalnih proteina.
Ribosomi nalazi se u svim vrstama ćelija – od bakterija do ćelija višećelijskih organizama. To su okrugla tijela, koja se sastoje od ribonukleinske kiseline (RNA) i proteina u gotovo jednakim omjerima. Njihov sastav svakako uključuje magnezijum, čije prisustvo održava strukturu ribozoma. Ribosomi mogu biti povezani sa membranama endoplazmatskog retikuluma, sa vanjskom ćelijskom membranom ili slobodno ležati u citoplazmi. Oni vrše sintezu proteina. Ribosomi se, osim u citoplazmi, nalaze u jezgru ćelije. Oni se proizvode u nukleolu, a zatim ulaze u citoplazmu.
Ribosomi u biljnim ćelijama otkrili su 1953. Robinson i Brown. Mali 100-150A, zaobljeni, sastoje se od 2 dijela (podjedinice) - velikog i malog, vjerojatno ujedinjene Mg 2+. Velika podjedinica uključuje jedan RNA molekul visoke molekularne težine (235) i jedan RNA molekul manje (55) molekulske težine i oko 35 molekula proteina različite prirode. Sastav malih - molekula RNK i oko 20 molekula raznih proteina. U mladim ćelijama slobodno se nalaze u citoplazmi, u diferenciranim ćelijama su pričvršćene za površinu vanjske membrane endoplazmatskog retikuluma u grupama (od 5 do 20), formirajući polizomi. RNK ih takođe povezuje zajedno. RNK ribosoma i transferna RNK su citoplazmatskog porijekla, informatička je nuklearnog porijekla, formira se na dijelu molekule DNK jezgra. Određuje prirodu sintetiziranog proteina. Glavna funkcija ribozoma je sinteza proteina.
