Біологія. 10 клас. Балан

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Тема 2. Цитоплазма клітин

  • будова і функції цитоплазми;
  • будова та функції одномембранних і двомембранних органел;
  • гіпотези походження еукаріотичних клітин та окремих їхніх органел;
  • значення двомембранних органел у синтезі речовин і перетворенні енергії в клітині, забезпеченні позаядерної спадковості.

§ 19. Цитоплазма. Клітинні включення

Пригадайте: які основні компоненти клітин еукаріотів вам відомі? Яке явище називають цитозом? Дайте визначення поняттям «золь» і «гель».

Як вам відомо, внутрішній вміст клітини, за винятком ядра, називають цитоплазмою. Її основою є неоднорідний колоїдний розчин - цитозоль, або гіалоплазма, в якому розміщені різноманітні органели, включення та цитоскелет. Цитоплазма як внутрішнє середовище клітини характеризується відносною сталістю будови та властивостей.

• Цитозоль і його функції. Цитозоль (від грец. китос - клітка та нім. золь - колоїдний розчин), або гіалоплазма (від грец. гіалос - скло та плазма - виліплене, сформоване), - частина цитоплазми, що становить собою безбарвний водний розчин органічних і неорганічних речовин. З органічних сполук у цитозолі є білки, амінокислоти, моно-, оліго- та полісахариди, ліпіди, різні типи РНК тощо, а з неорганічних - катіони металів (зокрема, Са2+, К+), аніони карбонатної та ортофосфатної кислот, Cl- та ін. У цитозолі між структурами цитоскелета розташовані різноманітні органели та клітинні включення.

Цитозоль може перебувати в рідкому (золь) або драглистому (гель) станах. Так, у клітинах тварин зовнішній шар цитоплазми (ектоплазма), розташований під плазматичною мембраною, прозорий і щільний. Натомість її внутрішній шар (ендоплазма) меншої густини, містить різноманітні органели і включення. Ці два шари можуть переходити один в інший, що спостерігають, наприклад, в амеб під час утворення несправжніх ніжок (мал. 19.1). Таким чином, перехід цитозолю з одного стану в інший забезпечує амебоїдний рух клітин, а також процеси ендо- та екзоцитозу. Пригадайте: ендоцитоз - поглинання клітинами твердих часток і розчинів сполук; екзоцитоз - це виведення з клітини певних речовин (наприклад, гормонів або ферментів). Фізичний стан цитозолю впливає на швидкість перебігу біохімічних процесів: чим він густіший, тим повільніше відбуваються хімічні реакції. Важливим показником цього стану є концентрація в цитозолі йонів Гідрогену (pH), від якої, зокрема, залежить активність певних ферментів.

Мал. 19.1. Схематична будова клітини амеби: 1 - шар ектоплазми; 2 - шар ендоплазми; 3 - травні вакуолі; 4 - ядро; 5 - скоротлива вакуоля; 6 - псевдоподія (стрілки на малюнку вказують напрямок руху цитоплазми)

Внутрішнє середовище клітини об’єднує в єдину функціональну систему всі клітинні структури, забезпечуючи їхню взаємодію. У цитозолі відбуваються транспорт і частина процесів обміну речовин (наприклад, послідовні реакції безкисневого розщеплення глюкози - гліколізу), синтез білків, необхідних для побудови органел і підтримання життєдіяльності.

Цитозоль перебуває в постійному русі. Ви можете самостійно спостерігати за цим явищем, увівши до живої клітини забарвлені сполуки під час виконання лабораторної роботи № 8.

• Клітинні включення, на відміну від органел, є непостійними компонентами клітини. Вони можуть з’являтися та зникати в процесі життєдіяльності клітини. Зазвичай це запасні речовини. Клітинні включення містяться в цитоплазмі або вакуолях рослинних клітин у розчиненому (краплини) або твердому (кристали, волоконця, зерна тощо) станах (мал. 19.2). Наприклад, крохмаль, накопичуючись у безбарвних пластидах (лейкопластах), зрештою розриває їх і потрапляє в цитоплазму, де зберігається у вигляді зерен. У клітинах рослин також можуть накопичуватися білкові гранули або рідкі жири (насіння арахісу та ін.). У клітинах грибів, тварин і людини запасається полісахарид глікоген (у вигляді зерен або волоконець), різні ліпіди і білки (наприклад, «жовток» яйцеклітин).

У цитоплазмі можуть накопичуватись і нерозчинні продукти обміну: солі сечової кислоти, кристали щавлевооцтового кальцію (у щавлю, бегонії та ін.). Під дією ферментів більшість клітинних включень розпадається на сполуки, які залучаються до процесу обміну речовин. Вони можуть використовуватися клітиною в процесі росту, рослинами - під час цвітіння, дозрівання плодів тощо.

Мал. 19.2. Клітинні включення: 1 - зерна крохмалю з клітин бульб картоплі; 2 - кристали щавлевооцтового калію в клітинах бегонії; 3 - білкові включення в клітині зернівки пшениці; 4 - краплини жиру в клітині інфузорії-туфельки

Мал. 19.3. Клітина лямблії: 1 - опорний стрижень; 2 - ядра; 3 - джгутики

У деяких одноклітинних тварин є особливі внутрішньоклітинні структури, які виконують опорну функцію. Як і включення, це конструкції певної форми, розташовані в гіалоплазмі і не обмежені мембранами. Наприклад, у гіалоплазмі паразитичних одноклітинних тварин - лямблій - є опорний стрижень, який складається з органічної речовини (мал. 19.3). Раніше ми згадували, що в морських одноклітинних тварин - радіолярій - капсула з органічної речовини поділяє цитоплазму на зовнішню і внутрішню частини, властивості яких дещо розрізняються. Крім того, ці тварини мають внутрішньоклітинний скелет химерного вигляду (у вигляді дірчастих куль, вкладених одна в іншу, корон тощо), який складається з SiO2 або SrSO4.

Ключові терміни та поняття. Цитозоль, або гіалоплазма, клітинні включення.

Коротко про головне

  • Внутрішній вміст клітини, за винятком ядра, називають цитоплазмою. Її основою є неоднорідний колоїдний розчин - цитозоль, або гіалоплазма.
  • Цитозоль - прозорий розчин органічних і неорганічних речовин. У ньому розташовані різноманітні органели, які взаємодіють між собою, а також клітинні включення.
  • Цитозоль може перебувати в рідкому (золь) або драглистому (гель) стані. Фізичний стан цитозолю впливає на швидкість перебігу біохімічних процесів. Цитозоль як внутрішнє середовище клітини об’єднує в єдину функціональну біологічну систему всі клітинні структури і забезпечує їхню взаємодію.
  • Клітинні включення - непостійні компоненти клітини: вони то виникають, то зникають у процесі її життєдіяльності. Це насамперед запасні речовини.

Запитання для самоконтролю

1. Що таке цитоплазма? 2. Який склад і функції цитозолю? 3. У яких станах може перебувати цитозоль? Дайте їм характеристику 4. Що таке клітинні включення? Яка їхня роль у клітині?

Поміркуйте

Як різні склад і стани цитозолю забезпечують його функції?