Будова та функції цитоплазми. Цитоплазма: хімічний склад, будова та основні функції

κύτος «клітина» та πλάσμα зд. «вміст») - внутрішнє середовище живої або померлої клітини, крім ядра та вакуолі, обмежена плазматичною мембраною. Включає в себе гіалоплазму - основна прозора речовина цитоплазми, що містяться в ній обов'язкові клітинні компоненти - органели, а також різні непостійні структури - включення.

До складу цитоплазми входять усі види органічних та неорганічних речовин. У ній присутні також нерозчинні відходи обмінних процесів та запасні поживні речовини. Основна речовина цитоплазми – вода.

Цитоплазма постійно рухається, перетікає всередині живої клітини, переміщуючи разом із собою різні речовини, включення та органоїди. Цей рух називається циклозом. У ньому протікають усі процеси обміну речовин.

Цитоплазма здатна до зростання та відтворення та при частковому видаленні може відновитися. Проте нормально функціонує цитоплазма лише у присутності ядра. Без нього довго існувати цитоплазма неспроможна, як і і ядро ​​без цитоплазми.

Найважливіша роль цитоплазми полягає в поєднанні всіх клітинних структур (компонентів) та забезпеченні їхньої хімічної взаємодії. Також цитоплазма підтримує тургор(об'єм) клітини, підтримання температури.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Синоніми:

Дивитись що таке "Цитоплазма" в інших словниках:

Цитоплазма … Орфографічний словник-довідник

ЦИТОПЛАЗМА, желеподібна речовина всередині КЛІТИНИ, що оточує ЯДРО. Цитоплазма має складний склад і містить різні тіла, які називають органелами, що виконують певні функції в процесі метаболізму. У цитоплазмі виробляються білки, … Науково-технічний енциклопедичний словник

Саркоплазма Словник російських синонімів. цитоплазма сущ., кіл у синонімів: 5 аксоплазма (1) … Словник синонімів

- (від цито... та плазма) позаядерна частина протоплазми тварин та рослинних клітин. Складається з гіалоплазми, в якій містяться органоїди та ін. Великий Енциклопедичний словник

- (Від цито ... і плазма), обов'язкова частина клітини, укладена між плазматич. мембраною та ядром; високоупорядкована багатофазна колоїдна система гіалоплазма з органоїдами, що знаходяться в ній. Іноді Ц. зв. лише гіалоплазму. Для Ц. Біологічний енциклопедичний словник

Назва, запропонована Стасбергером для позначення протоплазми клітини, на відміну від протоплазми ядра або нуклеоплазми. Енциклопедія Брокгауза та Єфрона

цитоплазма- Колоїдний компонент клітини, в якому містяться органоїди та включення Тематики біотехнології EN cytoplasm … Довідник технічного перекладача

Цитоплазма- (від цито... і plasma виліплене, оформлене), внутрішній вміст клітини (за винятком ядра), оточений мембраною. Складається з гіалоплазми (складний колоїдний розчин) та занурених до неї різних структур (органел). У цитоплазмі… Ілюстрований енциклопедичний словник

Цитоплазма- * цитоплазма * cytoplasm протоплазма клітини без клітинного ядра, в якій відбувається більшість клітинних процесів. Ц. складається з ендоплазматичної мережі (див.) і ряду ін органел (див.), розташованих в основному внутрішньому середовищі клітини, ... Генетика. Енциклопедичний словник

Ы; ж. Біол. Позаядерна частина протоплазми тварин та рослинних організмів. ◁ Цитоплазмовий, ая, ое. * * * цитоплазма (від цито... і плазма), позаядерна частина протоплазми тварин та рослинних клітин. Складається з гіалоплазми, в якій… Енциклопедичний словник

Цілі уроку:

• Поглибити загальні уявлення про будову еукаріотичної клітини.
• Сформулювати знання про властивості та функції цитоплазми.
• На практичній роботі переконатися, що цитоплазма живої клітини еластична та напівпроникна.

Хід уроку

• Записуємо тему уроку.
• Повторюємо пройдений матеріал, працюємо із тестами.
• Читаємо та коментуємо питання тестів. (Див. Додаток 1).
• Записуємо домашнє завдання: п.5.2., записи у зошитах.
• Вивчення нового матеріалу.

Це основна речовина цитоплазми.

Це складна колоїдна система.

Складається із води, білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот, ліпідів, неорганічних речовин.

Є цитоскелет.

Цитоплазма постійно переміщається.

Функції цитоплазми.

• Внутрішнє середовище клітки.
• Поєднує всі клітинні структури.
• Визначає місце розташування органоїдів.
• Забезпечує внутрішньоклітинний транспорт.

Властивості цитоплазми:

• Еластичність.
• Напівпроникність.

Завдяки цим властивостям клітина переносить тимчасове зневоднення та підтримує сталість свого складу.

Необхідно згадати такі поняття як тургор, осмос, дифузія.

Для того, щоб ознайомитися з властивостями цитоплазми, учням пропонується виконати практичну роботу: "Вивчення плазмолізу та деплазмолізу в рослинній клітині. (Див. Додаток 2).

У процесі роботи необхідно намалювати клітину шкірки цибулі (Пункт 1. Клітину у пунктах 2 та 3).

Зробити висновок про процеси, що відбуваються в клітині (усно)

Хлопці намагаються пояснити, що у пункті 2 спостерігається плазмоліз-відділення пристінкового шару цитоплазми, пункт 3 спостерігається деплазмоліз- Повернення цитоплазми до нормального стану.

Потрібно пояснити причини цих явищ. Щоб зняти труднощі перед уроками, даю трьом учням навчальні посібники: "Біологічний енциклопедичний словник", 2 том біології Н.Грін, "Експеримент з фізіології рослин" Є.М.Васильєва, де вони самостійно знаходять матеріал про причини плазмолізуі деплазмоліз.

З'ясовується, що цитоплазма еластична та напівпроникна. Якби вона була проникною, то відбувалося б вирівнювання концентрацій клітинного соку та гіпертонічного розчину шляхом дифузного переміщення води та розчинених речовин із клітини в розчин і назад. Однак цитоплазма, володіючи властивістю напівпроникності, не пропускає внутрішньо клітини розчинені у воді речовини.

Навпаки, лише вода, відповідно до законів осмосу, висмоктуватиметься гіпертонічним розчином із клітини, тобто. пересуватись через напівпроникну цитоплазму. Об'єм вакуолі зменшиться. Цитоплазма в силу еластичності слідує за вакуоллю, що скорочується, і відстає від оболонки клітини. Так відбувається Плазмоліз.

При зануренні плазмолізованої клітини у воду спостерігається деплазмоліз.

Узагальнення знань, здобутих на уроці.

1. Які функції притаманні цитоплазмі?
2. Властивості цитоплазми.
3. Значення плазмолізу та деплазмолізу.
4. Цитоплазма – це
   а) водний розчин солей та органічних речовин разом з органоїдами клітини, але без ядра;
   б) розчин органічних речовин, що включає ядро ​​клітини;
   в) водяний розчин мінеральних речовин, що включає всі органоїди клітини з ядром.
5. Як називається основна речовина цитоплазми?

Під час практичної роботи вчитель перевіряє правильність виконання. У кого все вийшло можна поставити оцінки. Оцінки виставляються за правильні висновки.

Відомо, що більшість живих істот складаються з води у вільному або пов'язаному вигляді на 70 і більше відсотків. Звідки її береться стільки, де вона локалізується? Виявляється, кожна клітина у своєму складі має до 80 % води, і лише інше посідає масу сухої речовини.

І головною "водною" структурою є саме цитоплазма клітини. Це складне, неоднорідне, динамічне внутрішнє середовище, з особливостями будови та виконуваними функціями якої ми й познайомимося далі.

Протопласт

Даним терміном прийнято позначати весь внутрішній вміст будь-якої еукаріотичної дрібної структури, відокремлений плазматичною мембраною від інших її колег. Тобто сюди входить цитоплазма – внутрішнє середовище клітини, органоїди, в ній розташовані, ядро ​​з ядерцями та генетичним матеріалом.

Які органоїди знаходяться всередині цитоплазми? Це:

• рибосоми;
• мітохондрії;
• апарат Гольджі;
• лізосоми;
• вакуолі (у рослин та грибів);
• клітинний центр;
• пластиди (у рослин);
• вії та джгутики;
• мікрофіламенти;
• мікротрубочки.

Ядро, відокремлене каріолемою, з ядерцями і містить цитоплазма клітини. У центрі воно у тварин, ближче до стінки – у рослин.

Таким чином, особливості будови цитоплазми багато в чому залежатимуть від типу клітини, від самого організму, його приналежності до царства живих істот. Загалом вона займає весь вільний простір усередині і виконує ряд важливих функцій.

Матрікс, або гіалоплазма

Будова цитоплазми клітини складається насамперед із її поділу на частини:

• гіалоплазма – постійна рідка частина;
• органоїди;
• включення – змінні структури.

Матрікс, або гіалоплазма, - це головна внутрішня складова, яка може перебувати у двох станах - золі та гелі.

Цитозоль - така цитоплазма клітини, яка має рідкіший агрегатний характер. Цитогель - те саме, але в густішому, багатому великими молекулами органічних речовин, стані. Загальний хімічний склад та фізичні властивості гіалоплазми виражаються так:

• безбарвна, в'язка колоїдна речовина, досить густа та слизова;
• має чітку диференціацію щодо структурної організації, проте внаслідок рухливості легко може її змінювати;
• зсередини представлена ​​цитоскелетом або мікротрабекулярною решіткою, яка утворюється за рахунок білкових ниток (мікротрубочок та мікрофіламентів);
• на частинах цієї решітки і розташовуються всі структурні частини клітини в цілому, а за рахунок мікротрубочок, апарату Гольджі та ЕПС між ними через гіалоплазму відбувається повідомлення.

Таким чином, гіалоплазма - важлива частина, яка забезпечує багато функцій цитоплазми в клітині.

Склад цитоплазми

Якщо говорити про хімічний склад, то частку води в цитоплазмі припадає близько 70 %. Це усереднене значення, адже деякі рослини мають клітини, в яких до 90-95% води. Суха речовина представлена:

Загальна хімічна реакція середовища - лужна чи слаболужна. Якщо розглянути, як розташовується цитоплазма клітини, слід відзначити таку особливість. Частина зібрана біля краю, в районі плазмалеми, і називається ектоплазмою. Інша частина орієнтована ближче до каріолеми, носить ім'я ендоплазми.

Будова цитоплазми клітини визначається спеціальними структурами - мікротрубочками та мікрофіламентами, тому їх розглянемо докладніше.

Мікротрубочки

Порожні подовжені невеликі частинки розміром до декількох мікрометрів. Діаметр – від 6 до 25 нм. Через занадто мізерні показники повне і ємне вивчення даних структур поки що неможливо, проте припускають, що стінки їх складаються з білкової речовини тубуліна. Ця сполука має ланцюжкову спірально закручену молекулу.

Деякі функції цитоплазми у клітині виконуються саме завдяки наявності мікротрубочок. Так, наприклад, вони беруть участь у вибудовуванні грибів та рослин, деяких бактерій. У клітинах тварин їх набагато менше. Також саме ці структури здійснюють рух органоїдів у цитоплазмі.

Самі собою мікротрубочки нестабільні, здатні швидко розпадатися і формуватися знову, іноді оновлюючись.

Мікрофіламенти

Досить важливими є елементи цитоплазми. Є довгими нитками з актину (глобулярний білок), які, переплітаючись один з одним, формують загальну мережу - цитоскелет. Інша назва - мікротрабекулярні грати. Це свого роду особливості будови цитоплазми. Адже саме завдяки такому цитоскелету утримуються разом усі органоїди, вони можуть сміливо повідомлятись між собою, через них проходять речовини та молекули, здійснюється метаболізм.

Однак відомо, що цитоплазма - внутрішнє середовище клітини, яке часто здатне змінювати свої фізичні дані: ставати більш рідкою або в'язкою, змінювати структуру (перехід із золю в гель і назад). У зв'язку з цим мікрофіламенти - динамічна, лабільна частина, здатна швидко перебудовуватися, видозмінюватися, розпадатися і формуватися знову.

Плазматичні мембрани

Важливе значення для клітини має наявність добре розвинених та нормально функціонуючих численних мембранних структур, що також становить своєрідні особливості будови цитоплазми. Адже саме через плазматичні мембранні перепони відбувається транспорт молекул, поживних речовин та продуктів метаболізму, газів для процесів дихання тощо. Саме тому більшість органоїдів мають ці структури.

Вони, подібно до мережі, розташовуються в цитоплазмі і відмежовують внутрішній вміст своїх господарів один від одного, від навколишнього середовища. Захищають та оберігають від небажаних речовин та бактерій, що становлять загрозу.

Будова більшості їх подібно - жидкостно-мозаичная модель, що розглядає кожну плазмалемму як біошар з ліпідів, пронизаний різними білковими молекулами.

Так як функції цитоплазми в клітині - це насамперед транспортне сполучення між усіма її частинами, наявність мембран у більшості органоїдів є однією зі структурних частин гіалоплазми. Комплексно, всі разом, вони виконують спільні завдання щодо забезпечення життєдіяльності клітини.

Рибосоми

Невеликі (до 20 нм) округлі структури, що складаються з двох половинок - субодиниць. Ці половинки можуть існувати як разом, так і роз'єднуватися на якийсь час. Основа складу: та білок. Основні місця локалізації рибосом у клітині:

Функції цих структур полягають у синтезі та збиранні білкових макромолекул, які витрачаються на життєдіяльність клітини.

та апарат Гольджі

Численна мережа канальців, трубочок і бульбашок, що утворює провідну систему всередині клітини і розташована по всьому об'єму цитоплазми, зветься ендоплазматичної мережі, або ретикулума. Її функція відповідає будові - забезпечення взаємозв'язку органоїдів між собою та транспортування поживних молекул до органелів.

Комплекс Гольджі, або апарат, виконує функцію накопичення необхідних речовин (вуглеводів, жирів, білків) у системі спеціальних порожнин. Вони обмежені від цитоплазми мембранами. Також саме цей органоїд є місцем синтезу жирів та вуглеводів.

Пероксисоми та лізосоми

Лізосоми – невеликі округлі структури, що нагадують бульбашки, заповнені рідиною. Вони дуже численні та розподілені в цитоплазмі, де вільно переміщуються усередині клітини. Головне завдання їх - розчинення чужорідних частинок, тобто усунення "ворогів" як відмерлих ділянок клітинних структур, бактерій та інших молекул.

Рідкий вміст насичений ферментами, тому лізосоми беруть участь у розщепленні макромолекул до мономерних ланок.

Пероксисоми – невеликі овальні або круглі органели, що мають одинарну мембрану. Заповнені рідким вмістом, що включає велику кількість різних ферментів. Є одними з основних споживачів кисню. Свої функції виконують залежно від типу клітини, де знаходяться. Можливий синтез мієліну для оболонки нервових волокон, а також можуть здійснювати окислення та знешкодження токсичних речовин та різних молекул.

Мітохондрії

Дані структури зовсім недаремно називають силовими (енергетичними) станціями клітини. Адже саме в них відбувається утворення головних енергоносіїв – молекул аденозинтрифосфорної кислоти, або АТФ. На вигляд нагадують квасолину. Мембрана, що обмежує мітохондрію від цитоплазми, подвійна. Внутрішня структура сильно складчаста збільшення поверхні синтезу АТФ. Складки мають назву кристи, що містять велику кількість різних ферментів для каталізування процесів синтезу.

Найбільше мітохондрій мають м'язові клітини в організмах тварин і людини, оскільки саме вони вимагають підвищеного вмісту та витрати енергії.

Явище циклозу

Рух цитоплазми у клітині має назву циклозу. Воно складається з кількох типів:

• коливальне;
• ротаційне, або кругове;
• струйчасте.

Будь-який рух необхідний забезпечення низки важливих функцій цитоплазми: повноцінного переміщення органоїдів всередині гіалоплазми, рівномірного обміну поживними речовинами, газами, енергією, виведення метаболітів.

Циклоз відбувається як у рослинних, так і в тваринних клітинах, без винятків. Якщо вона припиняється, то організм гине. Тому цей процес – це ще й показник життєдіяльності істот.

Таким чином, можна зробити висновок про те, що цитоплазма тварин будь-якої еукаріотичної - дуже динамічна, жива структура.

Відмінність цитоплазми тваринної та рослинної клітини

Насправді відмінностей небагато. Загальний план будівлі, виконувані функції схожі. Однак деякі розбіжності все ж таки є. Так наприклад:

В інших відносинах обидві структури ідентичні за складом та будовою цитоплазми. Може змінюватись кількість тих чи інших елементних ланок, але наявність їх обов'язково. Тому значення цитоплазми у клітині як рослин, і тварин однаково велике.

Роль цитоплазми у клітині

Значення цитоплазми у клітині велике, а то й сказати, що воно визначальне. Адже це основа, в якій знаходяться всі життєво важливі структури, тому переоцінити її роль складно. Можна сформулювати кілька основних пунктів, які розкривають це значення.

1. Саме вона об'єднує всі складові клітини в одну комплексну єдину систему, що здійснює процеси життєдіяльності злагоджено та сукупно.
2. Завдяки воді, що входить до складу, цитоплазма в клітині виконує функції середовища для численних складних біохімічних взаємодій і фізіологічних перетворень речовин (гліколіз, харчування, газообмін).
3. Це основна "ємність" існування всіх органоїдів клітини.
4. За рахунок мікрофіламентів та трубочок формує цитоскелет, пов'язуючи органоїди та дозволяючи їм пересуватися.
5. Саме в цитоплазмі зосереджений ряд ферментів, без яких не відбувається жодна біохімічна реакція.

Підсумовуючи, слід сказати таке. Роль цитоплазми у клітині практично ключова, оскільки вона - основа всіх процесів, середовище життя та субстрат для реакцій.

Гелеподібний вміст клітини, обмежений мембраною називається цитоплазмою живої клітини. Поняття було запроваджено 1882 року німецьким ботаніком Едуардом Страсбургером.

Будова

Цитоплазма є внутрішнім середовищем будь-якої клітини і характерна для клітин бактерій, рослин, грибів, тварин.
Цитоплазма складається з наступних компонентів:

• гіалоплазми (цитозол) - рідкої речовини;
• клітинних включень – необов'язкових компонентів клітини;
• органоїдів – постійних компонентів клітини;
• цитоскелета – клітинного каркаса.

Хімічний склад цитозолі містить такі речовини:

• воду – 85 %;
• білки - 10%
• органічні сполуки – 5 %.

До органічних сполук відносяться:

• мінеральні солі;
• вуглеводи;
• ліпіди;
• азотовмісні сполуки;
• незначна кількість ДНК та РНК;
• глікоген (характерний для тварин клітин).

Мал. 1. Склад цитоплазми.

Цитоплазма містить запас поживних речовин (краплі жиру, зерна полісахаридів), а також нерозчинні відходи життєдіяльності клітини.

Цитоплазма безбарвна та постійно рухається, перетікає. Вона містить усі органели клітини та здійснює їх взаємозв'язок. При частковому видаленні цитоплазма відновлюється. При повному видаленні цитоплазми клітка гине.

Будова цитоплазми неоднорідна. Умовно виділяють два шари цитоплазми:

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

• ектоплазму (плазмагель) - зовнішній щільний шар, що не містить органел;
• ендоплазму (плазмазоль) - внутрішній рідкіший шар, що містить органели.

Поділ на ектоплазму та ендоплазму яскраво виражений у найпростіших. Ектоплазма допомагає клітині пересуватися.

Зовні цитоплазма оточена цитоплазматичною мембраною чи плазмалемою. Вона захищає клітину від пошкоджень, здійснює вибірковий транспорт речовин та забезпечує подразливість клітини. Мембрана складається з ліпідів та білків.

Життєдіяльність

Цитоплазма - життєво важлива речовина, яка бере участь у головних процесах клітини:

• метаболізмі;
• зростанні;
• розподілі.

Рух цитоплазми називається циклозом чи цитоплазматичним потоком. Він здійснюється у клітинах еукаріотів, у тому числі й людини. При циклозі цитоплазма доставляє речовини всім органел клітини, здійснюючи клітинний метаболізм. Переміщається цитоплазма у вигляді цитоскелета з витратою АТФ.

У разі збільшення обсягу цитоплазми клітина зростає. Процес поділу тіла еукаріотичної клітини після поділу ядра (каріокінезу) називається цитокінезом. Внаслідок поділу тіла цитоплазма разом із органелами розподіляється між двома дочірніми клітинами.

Мал. 2. Цитокінез.

Функції

Основні функції цитоплазми у клітині описані у таблиці.

Відділення цитоплазми від мембрани при осмосі води, що виходить назовні, називається плазмолізом. Зворотний процес - деплазмоліз - відбувається при надходженні до клітини достатньої кількості води. Процеси притаманні будь-яких клітин, крім тваринної.

В основу хімічного складу цитоплазми входить вода – 60-90%, органічні та неорганічні сполуки. Цитоплазма знаходиться у лужній реакції. Особливістю цієї речовини є постійне переміщення або циклоз, що стає необхідною умовою життя клітини. У гіалоплазмі, безбарвному, густому колоїдному відбуваються процеси обміну речовин. Завдяки гіалоплазмі здійснюється взаємозв'язок ядра та органоїдів.

До складу гіалоплазми входить ендоплазматична мережа або ретикулум, це розгалужена система трубочок, каналів та порожнин, які розмежовані одиночною мембраною. Форму бобових мають мітохондрії, спеціальні енергетичні станції клітини. Рибосоми - органоїди, в яких міститься РНК. Ще одним органоїдом цитоплазми є комплекс Гольджі, названий так на ім'я італійського Гольджі. Дрібні органоїди у формі сфер – це лізосоми. У рослинних клітинах містяться. Порожнини із клітинним соком називають вакуолі. Їх багато у клітинах плодів рослин. Виростами цитоплазми є багато органоїдів руху - джгути, вії, ложноніжки.

Функції складових цитоплазми

Ретикулум забезпечує створення «каркаса» для механічної міцності та надання клітині форми, тобто несе формоутворюючу функцію. На його стінках знаходяться ферменти та фермент-субстратні комплекси, від яких залежить здійснення біохімічної реакції. По каналах ретикулуму здійснюється перенесення хімічних сполук, в такий спосіб він виконує транспортну функцію.

Мітохондрії допомагають розщепити складні органічні речовини. При цьому відбувається вивільнення енергії, яка потрібна клітині підтримки фізіологічних процесів.

Рибосоми відповідають за синтез білкових молекул.

Комплекс чи апарат Гольджі виконує секреторну функцію у клітинах тварин, регулює обмін речовин. У рослин комплекс відіграє роль центру синтезу полісахаридів, що знаходяться у стінках клітин.

Пластиди може бути трьох видів. Хлоропласти чи зелені пластиди беруть участь у фотосинтезі. Клітина рослин може вміщувати до 50 хлоропластів. Хромопласти містять пігменти – антоціан, каротиноїд. Ці пластиди відповідають за забарвлення рослин з метою залучення тварин, захисту. Лейкопласти забезпечують накопичення поживних речовин, вони можуть утворювати хромопласти і хлоропласти.

Вакуолі – це місце нагромадження поживних речовин. Також вони забезпечують формоутворюючу функцію клітини, створюючи внутрішній тиск.

Різні включення твердого та рідкого стану являють собою запасні речовини та речовини для виділення.

Органоїди руху забезпечують пересування клітин у просторі. Вони є виростами цитоплазми, є в одноклітинних організмів, статевих клітин, у фагоцитів.