Цитоплазма. Функции цитоплазмы. Строение цитоплазмы.
Содержание статьи
Цитоплазма
Функции цитоплазмы или роль цитоплазмы в клетке
Функции цитоплазмы или роль цитоплазмы:
1. Связывают все части клетки в единое целое;
2. В ней протекают химические процессы;
3. Осуществляет транспортировку веществ;
4. Выполняет опорную функцию.
Cтроение цитоплазмы
К особенностям строения цитоплазмы можно отнести следующее:
1. Бесцветное вязкое вещество;
2. Находится в постоянном движении;
3. Содержит органойды (постоянные структурные компоненты и клеточные включения, и непостоянные структурные клетки);
4. Включения могут находиться в виде капель(жиры) и зёрен(белки и углеводы).
Посмотреть как выглядит цитоплазма можно на примере строения растительной клетки или животной клетки.
Движение цитоплазмы
Движение цитоплазмы в клетке осуществляется фактически непрерывно. Само движение цитоплазмы осуществляется за счёт цитоскелета, а точнее за счёт изменения формы цитоскелета.
Органойды цитоплазмы
К органойдам цитоплазмы клетки можно отнести все органойды находяциеся в клетке, так как все они расположены внутри цитоплазмы. Все органойды в цитоплазме находятся в подвижном состоянии и могут перемещаться за счёт цитоскелета.
Состав цитоплазмы
Состав цитоплазмы включает в себя:
1. Вода примерно 80%;
2. Белок около 10%;
3. Липиды около 2%;
4. Органические соли около 1%;
5. Неорганические соли 1%;
6. РНК примерно 0,7%;
7. ДНК примерно 0,4%.
Названный состав цитоплазмы справедлив для эукариотических клеток.
Строение и функции цитоплазмы живой клетки
Цитоплазма — полужидкая среда внутри клетки. Она заполняет всё внутриклеточное пространство, за исключением ядра и вакуолей. В состав цитоплазмы живой клетки входит множество других элементов. Они обеспечивают метаболические процессы и отвечают за поддержание клеточной жизнедеятельности.
Определение понятия
В биологии существует понятие «протоплазма». Так называется внутриклеточное пространство вместе с ядром. Под цитоплазмой подразумевается внеядерная часть клетки. В этом гелеобразном веществе расположены все остальные клеточные структуры. Оно отделено от окружающей среды плазматической мембраной и является частью протоплазмы.
Если рассмотреть цитоплазму под микроскопом при большом увеличении, то можно заметить, что она неоднородна. Одна её часть расположена вблизи ядра и отличается текучей структурой. Она называется эндоплазмой. Другая — прилегает к мембране и имеет более плотную консистенцию. Эту часть цитоплазмы биологи называют эктоплазмой. Она связывает клетку с окружающей средой.
Особенность цитоплазмы заключается в том, что она способна менять свою структуру в зависимости от внешних условий. Обычно она пребывает в полужидком состоянии и похожа по консистенции на гель. Но под воздействием радиации, химических веществ или изменения температуры цитоплазма может становиться более жидкой. Такое состояние называется золь.
Гиалоплазма: жидкая часть
Гиалоплазма — это жидкая часть клеточного содержимого. Она представляет собой смесь воды, ферментов, протеинов, сахаров, жирных кислот и других химических соединений. Её иначе называют внутриклеточной жидкостью.
От химического состава и свойств гиалоплазмы зависит функциональное состояние всех клеточных структур. Если рассмотреть эту жидкость под микроскопом, то в ней можно обнаружить трёхмерное образование, состоящее из нитей белков. Внешне оно похоже на объёмную сеть. Эту структуру называют микротрабекулами или микротрабекулярной решёткой.
Микротрабекулы составляют клеточный каркас, к которому прикреплены все остальные органеллы. Но это не единственная их функция. Микротрабекулярная решётка обеспечивает транспортировку ферментов и помогает снабжать разные клеточные структуры необходимыми веществами.
Органеллы: мембранные и немембранные
Органеллы — это компоненты, без которых клетка не может существовать. Они представляют собой сложные структуры, выполняющие важные функции. Чтобы понять, что делают эти элементы, нужно знать их разновидности и особенности строения. В биологии принято выделять следующие типы органелл:
Мембранные элементы похожи на замкнутые полости, которые делят внутриклеточное пространство на отсеки. Они отграничены от гиалоплазмы оболочкой, состоящей из белков и жиров. Эти органеллы подразделяются на одномембранные и двухмембранные.
К одномембранным органеллам относят комплекс Гольджи, лизосомы, эндоплазматический ретикулум. Они необходимы для производства и транспортировки белковых и небелковых веществ, а также вывода секреторных продуктов за пределы клеточной оболочки. Все одномембранные структуры взаимосвязаны между собой и образуют единую систему.
Двухмембранные органеллы — это пластиды (у растений) и митохондрии. Эти структуры устроены сложно. Они отделены от клеточного содержимого двухслойной оболочкой. Двухмембранные элементы содержат комплексы специальных ферментов. Эти вещества участвуют в окислительных реакциях, сопровождающихся высвобождением энергии.
К немембранным органеллам относят микрофиламенты, микротрубочки и микрофибриллы. Вместе они образуют внутриклеточную опорно-двигательную систему или цитоскелет.
Микротрубочки состоят из белкового вещества — тубулина. Его молекулы соединяются между собой и образуют цепочку. Эти структуры необходимы бактериальным и растительным клеткам для построения оболочки. При воздействии неблагоприятных внешних факторов процесс образования микротрубочек нарушается. Они становятся короче из-за изменения свойств тубулина.
Микрофиламенты состоят из двух видов белков — актина и миозина. Они расположены преимущественно в эндоплазме. Эти органеллы не только служат в качестве каркаса, но и обеспечивают движение клетки.
Микрофибриллы — это образования в виде пучков. Они разбросаны по всему содержимому клетки. Эти органеллы выполняют преимущественно опорно-скелетную функцию.
Непостоянные включения
Непостоянные включения относятся к необязательным компонентам цитоплазмы. Это продукты внутриклеточного обмена веществ. Их количество зависит от интенсивности и особенностей метаболизма. Включения подразделяют на следующие группы:
Трофические включения — это внутриклеточные запасы питательных веществ. Среди них преобладают жиры и углеводы. Белковые вещества встречаются гораздо реже.
Пигментные включения наблюдаются лишь в некоторых видах клеток. Они придают тканям определённый цвет.
Секреторные элементы откладываются только в клетках различных желёз. Это естественный продукт железистых органов.
Экскреторные включения относятся к продуктам клеточной жизнедеятельности. Впоследствии они полностью выводятся за пределы клетки, благодаря работе одномембранных органелл.
Основные функции
Цитоплазма имеет большое значение для жизнедеятельности клетки. Именно здесь проходят все процессы клеточного обмена веществ, кроме образования нуклеиновых кислот, которые синтезируются в ядре. Кроме этого, цитоплазма выполняет следующий ряд функций:
Чтобы понять, какую роль играет цитоплазма, необходимо определить и разновидность клетки. Функции этой структуры будут отличаться для разных организмов. Например, цитоплазма растительной клетки содержит особые органеллы — пластиды. Они необходимы растениям для фотосинтеза и создания запасов крахмала.
Цитоплазма животной клетки участвует в процессе гликолиза. Так называется окисление глюкозы ферментами, при котором высвобождается энергия.
Процесс циклоза
Цитоплазма пребывает в постоянном движении, которое называется циклозом. Благодаря этому процессу, в клетке происходит метаболизм, а синтезированные вещества поступают в органеллы. Характер циклоза может быть разным: струйчатым, колебательным или круговым.
Биологи наблюдали за перемещением цитоплазмы и вакуолей в крупных клетках. Установлено, что двигательные процессы обеспечивают микротрубочки и микрофиламенты. Эти немембранные органеллы приводятся в действие синтезированными молекулами АТФ.
Движение цитоплазмы — это важный показатель клеточной жизнедеятельности. По нему можно судить об активности и выживаемости клетки. Двигательные процессы могут ускоряться или замедляться под воздействием внешних факторов.
Что такое цитоплазма? Строение и функции
Содержание:
Основные компоненты растительной и животной клетки — ядро и цитоплазма. Они тесно связаны, однако строение и функции отличаются. Цитоплазма эукариот и прокариот сходна по строению и функциям: стабилизирует клетку, придает форму, обеспечивает взаимодействие ядра, плазматической мембраны и органелл.
Цитоплазма заполняет пространство между плазматической мембраной и ядром клетки (рис. 1). Термин введен в науку Э. Страсбургером, который предложил так называть клеточное вещество без ядра и пластид. Цитоплазма — субстрат для протекания многочисленных химических реакций синтеза и распада веществ. В этой части клетки происходит биосинтез белка.
В цитоплазме расположены:
Органеллы — постоянные части, «органы» клетки, выполняющие разнообразные функции. Если клеточные органеллы удалить с помощью центрифугирования, то остается гелеобразный раствор, получивший названия «цитозоль», «гиалоплазма». Включения — непостоянные компоненты клетки, выполняющие преимущественно запасающую или выделительную функцию.
Характеристика химического состава
Консистенция цитоплазмы похожа на желе: более вязкое ближе к плазматической мембране, жидкое — внутри. В составе преобладают вода, небольшие молекулы и макромолекулы, органические и неорганические ионы. Содержание воды достигает 70–90%. На молекулы биополимеров (белков, жиров, углеводов), минеральных солей, ионов приходится 10–20% состава гиалоплазмы. Также присутствуют витамины, ферменты, запасные вещества.
Среди органических веществ больше присутствует аминокислот, из неорганических — ионы калия, натрия. Молекулы веществ хранятся в гиалоплазме и транспортируются в части клетки, где протекают биохимические реакции. Состав цитоплазмы меняется с возрастом клетки, с изменением физиологического состояния.
Структура цитоплазмы
Цитоплазма — внутренняя среда клетки, объединяющая структурные компоненты. Состоит из органелл и цитозоля — «основного вещества» или матрикса (рис. 2). Жидкая фаза цитозоля — коллоидный раствор белковых, минеральных и других веществ. Твердая фаза представлена цитоплазматическим скелетом. Это система трубочек и нитей, постоянно меняющаяся структура, которая создается и разрушается в зависимости от процессов в клетке.
Основу цитоскелета составляют:
Стенки микротрубочек образованы свернутыми нитями белка тубулина. Сбор белковых молекул для микротрубочек происходит в клеточном центре. Прочные белковые нити образуют опорную основу цитоплазмы. Они противодействуют растяжению и сжатию клетки, поддерживают определенное положение органелл в пространстве. Микротрубочки выполняют опорную и транспортную функцию, так как участвуют в переносе различных веществ.
Микрофиламенты состоят из молекул глобулярного белка актина. Это нити, присутствующие в цитоплазме всех эукариот. Микрофиламенты чаще располагаются вблизи плазматической мембраны, участвуют в изменении ее формы, появлении углублений и выростов. Это особенно важно для пино- и фагоцитоза.
Промежуточные филаменты образованы белками, имеют средний диаметр 10 нм (больше диаметра микрофиламентов). Нитевидные структуры тоньше, чем микротрубочки в 2–2,5 раза. Промежуточные филаменты участвуют в создании цитоскелета и движении цитоплазмы.
Функции
Цитоплазма объединяет клеточные органеллы, является субстратом для протекания биохимических реакций и транспорта химических соединений (рис. 3). Коллоидный раствор облегчает взаимодействие между всеми компонентами клетки. Цитоскелет в виде белковых трубочек и нитей выполняет роль опоры.
Функции цитоплазмы и значение
| Функция | Значение |
| Тургор | Создает тургорное (внутреннее) давление при осмосе (односторонней диффузии) воды, поступающей в клетку. За счет плотной оболочки клеток растений и грибов тургор выше, чем в животной клетке. |
| Транспорт | Осуществляет транспорт веществ из внешней среды в клетку и обратно. Связывает деятельность органелл. |
| Клеточный гемостаз | Поддерживает постоянство внутренней среды клетки, придает форму, является вместилищем органелл. |
| Запас веществ | Запасает и хранит вещества в виде клеточных включений. |
Цитоплазма осуществляет химическое взаимодействие и транспорт веществ внутри клетки. Еще одна функция — хранение и перемещение молекул АТФ. В цитоплазме запасаются молекулы крахмала, капли липидов.
Деление цитоплазмы
Цитокинез — деление цитоплазмы в клетке после завершения деления ядра. Цитокинез в растительной клетке происходит за счет формирования клеточной перегородки. В животной клетке возникает перетяжка. В результате образуются две дочерние клетки. Цитокинез происходит и в митозе, и в мейозе.
Движение цитоплазмы
Цитоплазма постоянно движется. Цитоскелет стабилизирует содержимое и, одновременно, перемещает органеллы внутри клетки с помощью белковых микротрубочек и нитей. С цитоплазматическим потоком перемещаются хромосомы и включения.
Примеры в клетках растений и животных
Есть отличия в строении цитоплазмы прокариот и эукариот. В клетках доядерных организмов наследственный материал расположен в цитоплазме. В клетках растений и животных в строении и функциях цитоплазмы больше общих признаков, чем отличий.
Сравнение клеток эукариот
| Клетки растений |
