Какие свойствами обладает цитоплазма

Цели урока:

Углубить общие представления о строении
эукариотической клетки.
Сформулировать знания о свойствах и функциях
цитоплазмы.
На практической работе убедиться, что
цитоплазма живой клетки эластична и
полупроницаема.

Ход урока

Записываем тему урока.
Повторяем пройденный материал, работаем с
тестами.
Читаем и комментируем вопросы тестов. (См. Приложение 1).
Записываем домашнее задание: п.5.2., записи в
тетрадях.
Изучение нового материала.

Это основное вещество цитоплазмы.

Это сложная коллоидная система.

Состоит из воды, белков, углеводов,
нуклеиновых кислот, липидов, неорганических
веществ.

Имеется цитоскелет.

Цитоплазма всё время перемещается.

Функции цитоплазмы.

Внутренняя среда клетки.
Объединяет все клеточные структуры.
Определяет местоположение органоидов.
Обеспечивает внутриклеточный транспорт.

Свойства цитоплазмы:

Эластичность.
Полупроницаемость.

Благодаря этим свойствам клетка переносит
временное обезвоживание и поддерживает
постоянство своего состава.

Необходимо вспомнить такие понятия как тургор,
осмос, диффузия.

Для того чтобы ознакомиться со свойствами
цитоплазмы, учащимся предлагается выполнить
практическую работу: “Изучение плазмолиза и
деплазмолиза в растительной клетке. (См. Приложение 2).

В процессе работы необходимо нарисовать клетку
кожицы лука (Пункт 1. Клетку в пункте 2 и 3).

Сделать вывод о происходящих в клетке
процессах (устно)

Ребята пытаются объяснить, что в пункте 2
наблюдается плазмолиз-отделение
пристеночного слоя цитоплазмы, в пункте 3
наблюдается деплазмолиз – возврат цитоплазмы
к нормальному состоянию.

Необходимо объяснить причины этих явлений.
Чтобы снять затруднения перед уроками даю трём
ученикам учебные пособия: “Биологический
энциклопедический словарь”, 2 том биологии
Н.Грин, ” Эксперимент по физиологии растений”
Е.М.Васильева, где они самостоятельно находят
материал о причинах плазмолиза и деплазмолиза.

Выясняется, что цитоплазма эластична и
полупроницаема. Если бы она была проницаемой, то
происходило бы выравнивание концентраций
клеточного сока и гипертонического раствора
путём диффузного перемещения воды и
растворённых веществ из клетки в раствор и
обратно. Однако цитоплазма, обладая свойством
полупроницаемости, не пропускает внутрь клетки
растворённые в воде вещества.

Напротив, только вода, согласно законам осмоса,
будет высасываться гипертоническим раствором из
клетки, т.е. передвигаться через полупроницаемую
цитоплазму. Объём вакуоли уменьшится. Цитоплазма
в силу эластичности следует за сокращающейся
вакуолью и отстаёт от оболочки клетки. Так
происходит плазмолиз.

При погружении плазмолизированной клетки в
воду наблюдается деплазмолиз.

Обобщение знаний, полученных на уроке.

Какие функции присущи цитоплазме?
Свойства цитоплазмы.
Значение плазмолиза и деплазмолиза.
Цитоплазма – это
а) водный раствор солей и органических веществ
вместе с органоидами клетки, но без ядра;
б) раствор органических веществ, включающий ядро
клетки;
в) водный раствор минеральных веществ,
включающий все органоиды клетки с ядром.
Как называется основное вещество цитоплазмы?

Во время практической работы учитель проверяет
правильность её выполнения. У кого всё
получилось, можно поставить оценки. Оценки
выставляются за правильные выводы.

Источник

Цитоплазму называют внутренней средой организма, потому что она постоянно перемещается и приводит в движение все клеточные компоненты. В цитоплазме постоянно идут обменные процессы, содержатся все органические и не органические вещества.

Строение

Цитоплазма состоит из постоянной жидкой части – гиалоплазмы и элементов, которые меняются – органелл и включений.

Строение и функции цитоплазмы

Органеллы цитоплазмы делятся на мембранные и немембранные, последние в свою очередь могут быть двухмембранные и одномембранные.

Немембранные органеллы: рибосомы, вакуоли, центросома, жгутики.
Двухмембранные органеллы: митохондрии, пластиды, ядро.
Одномембранные органеллы: аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли эндоплазматический ретикулум.

Также к компонентам цитоплазмы относятся клеточные включения, представлены в виде липидных капель или гранул гликогена.

Основные признаки цитоплазмы:

Бесцветная;
эластичная;
слизисто-вязкая;
структурированная;
подвижная.

Жидкая часть цитоплазмы по своему химическому составу отличается в клетках разной специализации. Основное вещество – вода от 70% до 90%, также в состав входят протеины, углеводы, фосфолипиды, микроэлементы, соли.

Кислотно-щелочное равновесие поддерживается на уровне 7,1–8,5pH (слабощелочное).

Цитоплазма, при изучении на большом увеличении микроскопа, не является однородной средой. Различают две части – одна находится на периферии в области плазмолеммы (эктоплазма), другая – возле ядра (эндоплазма).

Эктоплазма служит связующим звеном с окружающей средой, межклеточной жидкостью и соседними клетками. Эндоплазма – это место расположения всех органелл.

В структуре цитоплазмы выделяют особые элементы – микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки – немембранные органоиды, необходимые для перемещения органелл внутри клетки и образования цитоскелета. Глобулярный белок тубулин – основное строительное вещество для микротрубочек. Одна молекула тубулина в диаметре не превышает 5нм. При этом молекулы способны объединятся друг с другом, вместе образуя цепочку. 13 таких цепочек формируют микротрубочку диаметром 25нм.

Молекулы тубулина находятся в постоянном движении для формирования микротрубочек, если на клетку воздействуют неблагоприятные факторы, процесс нарушается. Микротрубочки укорачиваются или вовсе денатурируются. Эти элементы цитоплазмы очень важны в жизни растительных и бактериальных клеток, так как принимают участие в строении их оболочек.

Микротрубочки и микрофиламенты

Микрофиламенты – это субмикроскопические немембранные органеллы, которые образуют цитоскелет. Также входят в состав сократительного аппарата клетки. Микрофиламенты состоят из двух видов белка – актина и миозина. Актиновые волокна тонкие до 5нм в диаметре, а миозиновые толстые – до 25нм. Микрофиламенты в основном сосредоточены в эктоплазме. Существуют также специфические филаменты, которые характерны для конкретного вида клеток.

Микротрубочки и микрофиламенты вместе образуют цитоскелет клетки, который обеспечивает взаимосвязь всех органелл и внутриклеточный метаболизм.

В цитоплазме также выделяют высокомолекулярные биополимеры. Они объединяются в мембранные комплексы, которые пронизывают все внутреннее пространство клетки, предопределяют месторасположение органелл, отграничивают цитоплазму от клеточной стенки.

Особенности строения цитоплазмы заключаются в способности изменять свою внутреннюю среду. Она может пребывать в двух состояниях: полужидком (золь) и вязком (гель). Так, в зависимости от влияния внешних факторов (температура, радиация, химические растворы), цитоплазма переходит из одного состояния в другое.

Функции

Наполняет внутриклеточное пространство;
связывает между собой все структурные элементы клетки;
транспортирует синтезированные вещества между органоидами и за пределы клетки;
устанавливает месторасположение органелл;
является средой для физико-химических реакций;
отвечает за клеточный тургор, постоянство внутренней среды клетки.

Функции цитоплазмы в клетке зависят также от вида самой клетки: растительная она, животная, эукариотическая или прокариотическая. Но во всех живых клетках в цитоплазме происходит важное физиологическое явление – гликолиз. Процесс окисления глюкозы, который осуществляется в аэробных условиях и заканчивается высвобождением энергии.

Движение цитоплазмы

Цитоплазма находится в постоянном движении, эта характеристика имеет огромное значение в жизни клетки. Благодаря движению возможны метаболические процессы внутри клетки и распределение синтезированных элементов между органеллами.

Биологи наблюдали движение цитоплазмы в больших клетках, при этом следя за перемещением вакуоль. За движение цитоплазмы отвечают микрофиламенты и микротрубочки, которые приводятся в действие при наличии молекул АТФ.

Движение цитоплазмы показывает, насколько активны клетки и способны к выживанию. Этот процесс зависим от внешних воздействий, поэтому малейшие изменения окружающих факторов приостанавливают или ускоряют его.

Роль цитоплазмы в биосинтезе белка. Биосинтез белка осуществляется при участии рибосом, они же непосредственно находятся в цитоплазме или на гранулярной ЭПС. Также через ядерные поры в цитоплазму поступает иРНК, которая несет информацию, скопированную с ДНК. В экзоплазме содержатся необходимые аминокислоты для синтеза белка и ферменты, катализирующие эти реакции.

Сводная таблица строения и функций цитоплазмы

Структурные элементы	Строение	Функции
Эктоплазма	Плотный слой цитоплазмы	Обеспечивает связь с внешней средой
Эндоплазма	Более жидкий слой цитоплазмы	Место расположения органоидов клетки
Микротрубочки	Построены из глобулярного белка – тубулина с диаметром 5нм, который способен полимеризироваться	Отвечают за внутриклеточный транспорт
Микрофиламенты	Состоят из актиновых и миозиновых волокон	Образуют цитоскелет, поддерживают связь между всеми органеллами

Источник

ЦИТОПЛАЗМА И ЕЕ ОРГАНОИДЫ

Цитоплазма – это основная часть протопласта, включающая в себя гиалоплазму с находящимися в ней органоидами, заключена между наружной цитоплазматической мембраной и ядром.

Химический состав и физические свойства цитоплазмы

В живых клетках цитоплазма бесцветна, прозрачна и видна в микроскоп благодаря тому, что её плотность чуть больше плотности воды (ρ= 1,03-1,1). Молодая клетка первоначально вся заполнена цитоплазмой. В дальнейшем, по мере накопления продуктов обмена в вакуоли, цитоплазма занимает постенное положение и выстилает оболочку клетки.

В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества.

1. Органические вещества

А)Белки (7-10%)–наиболее важные компоненты.

Протеины протеиды (сложные белки, наиболее важны)

(простые белки)

Гликопротеиды (белок+углевод)

Липопротеиды

(белок+липиды)

Нуклеопротеиды (белок+ нуклеиновые кислоты)

Так как белков довольно много и они выполняют очень важные функции: структурную (участвуют в построении мембран и органоидов клетки), каталитическую (ферменты), рецепторную (белки-рецепторы мембран), защитную и др., то именно они определяют основные свойства цитоплазмы.

Б)Жиры (липиды)(2%)

В)Нуклеиновые кислоты (1-2%)

Г)Другие орг. вещества(углеводы и др.)(1,5%)

2. Неорганические вещества

А)Вода (85-95%).

Б)Минеральные соли (1,5%).

Физико-химическое состояние цитоплазмы

Цитоплазма – это сложная, многофазная коллоидная система, так как биологические макромолекулы (в первую очередь белки) и некоторые липиды – это типичные коллоиды.

Различают: дисперсную фазу (комплексы макромолекул) и дисперсионную среду (воду, в которую погружены макромолекулы).

Белковые (и др.) молекулы имеют заряд (чаще «минус»), а так как молекулы воды полярны (диполи), то они образуют вокруг белковых (и др. макромолекул)

гидратную оболочку. Такие частицы называются мицеллами. На поверхности мицелл имеется заряд, и пока он сохраняется, частицы отталкиваются друг от друга и находятся в воде во взвешенном состоянии. Такое состояние цитоплазмы называется золь (жидкое состояние). Если заряд частично исчезает, мицеллы отталкиваются меньше и сближаются, при этом образуется гель (студнеобразное, желеобразное состояние цитоплазмы). При различных внешних воздействиях и внутренних процессах цитоплазма может обратимо переходить из золя в гель и обратно.

Таким образом, свойства цитоплазмы обусловлены её коллоидным состоянием и в конечном итоге составом и свойствами её характерных белковых макромолекул.

Основные свойства:

1) вязкость – несмешиваемость с водой;

2) эластичность – способность восстанавливать форму после внешних воздействий;

3) полупроницаемость – цитоплазма ограниченно и избирательно проницаема для разных веществ (кроме воды и углекислого газа);

4) способность к движению (циклоз) – важное и не до конца изученное свойство цитоплазмы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке, её обмен со средой.

Различают: а) первичный циклоз – характерен для живых клеток при нормальных условиях, он прекращается со смертью клетки;

б) вторичный циклоз – реакция на раздражение клетки (тепло, свет, химические вещества и т.д.).

Характер движения зависит от количества вакуолей в клетке. Если вакуоль одна (в центре) – то движение круговое, вдоль стенок и вокруг вакуоли, если вакуолей несколько, то дополнительно идет струйчатоедвижение по тяжам цитоплазмы между вакуолями.

Считается, что в движении цитоплазмы принимает активное участие цитоскелет клетки, образованный расположенными в гиалоплазме микрофиламентами и микротрубочками.

Дата добавления: 2016-11-12; просмотров: 4018 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

Источник

Цитоплазма (cytoplasma; греческий kytos вместилище, здесь — клетка + plasma вылепленное, оформленное) — внеядерная часть клетки, отграниченная от окружающей среды плазматической мембраной. Содержимое клетки вместе с ядром называется протоплазмой.

Термин «цитоплазма» предложен Страсбургером (E. Strasburger) в 1882 году.

В цитоплазме происходит ряд важных метаболических процессов, поддерживающих жизнеспособность и функционирование клетки: поглощение из окружающей клетку среды ионов и различных метаболитов, их транспорт, использование основных биол. соединений в процессах синтеза белков и продуктов небелковой природы, образовании энергии, пищеварении и др. Эти сложные метаболические превращения обеспечиваются соответствующей структурной организацией цитоплазмы (см. Клетка).

В цитоплазме выделяют три основных структурно-функциональных компонента: гиалоплазму, органоиды и включения. Гиалоплазма (цитозоль, или матрикс цитоплазмы) — жидкая коллоидная внутренняя среда клетки, не имеющая мембранных структур и рибосом. Она состоит из воды, глобулярных и фибриллярных белков, различных ферментов, аминокислот, сахаров, жирных кислот, нуклеотидов, АТФ и др. (см. Внутриклеточная жидкость). Химический состав и физико-химические свойства гиалоплазмы определяют морфофункциональное состояние многих структурных компонентов клетки и ее осмотические свойства. В гиалоплазме обнаружена трехмерная сеть микротрабекул, особенно хорошо выраженная по периферии клетки в кортикальном слое цитоплазмы. Эта сеть состоит из фибрилл толщиной 2—3 нм, образующих тонковолокнистый поддерживающий каркас, который объединяет все структуры цитоплазмы. В точках пересечения трабекул располагаются полисомы. Кроме каркасной функции, такая сеть может обеспечивать упорядоченную организацию ферментов.

Органоиды цитоплазмы подразделяются на мембранные и немембранные. Мембранные органоиды представляют собой замкнутые полости (вакуоли, цистерны, плоские мешочки), содержимое которых отделено от гиалоплазмы липопротеидными мембранами. Разграничивая цитоплазмы на множество изолированных отсеков, или компартментов, мембраны обеспечивают точную локализацию обменных процессов в отдельных органоидах. С их помощью координируется взаимодействие органоидов и эффективность работы ферментных систем, создаются условия для структурнофункциональной целостности цитоплазмы и регуляции ее метаболизма. Различают одномембранные и двумембранные органоиды. К одномембранным относят плазматическую мембрану, гранулярный (шероховатый) и агранулярный (гладкий) эндоплазматический ретикулум (см.), комплекс Гольджи (см. Гольджи комплекс), лизосомы (см.), пероксисомы и др. Плазматическая мембрана, или плазмолемма, ограничивает клетку снаружи и выполняет барьерную, транспортную и рецепторную функции. Остальные одномембранные органоиды участвуют в синтезе белковых и небелковых продуктов, обеспечивают их созревание, транспорт внутри клетки, дальнейшее использование их клеткой или выведение секреторных продуктов за пределы клетки. Эти органоиды морфологически и функционально взаимосвязаны и взаимозависимы; они образуют в цитоплазме единую вакуолярную систему (см. Клетка). Двумембранные органоиды (митохондрии и пластиды) представляют собой сложно устроенные структуры, внутренняя среда которых изолирована от гиалоплазмы двумя мембранами — внешней и внутренней. Они содержат комплексы ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, сопровождающихся трансформацией энергии и образованием АТФ, имеют нуклеиновые к-ты и собственную систему синтеза белка, обладают частичной генетической автономностью (см. Митохондрии).

Немембранные органоиды цитоплазмы включают фибриллярные структуры и рибосомы (см.). К фибриллярным структурам относятся микрофиламенты, микрофибриллы и микротрубочки. Микрофиламенты — тонкие (толщиной 4—5 нм) нити сократительных белков (актина, миозина и др.), локализованные в разных участках цитоплазмы многих типов клеток, преимущественно в кортикальном слое, в псевдоподиях подвижных клеток, микроворсинках. Они образуют пучки или рыхлую сеть. Актиновые микрофиламенты легко полимеризуются и деполимеризуются, образуют комплексы с другими сократительными белками (миозином, тропомиозином, актинином), обеспечивая тем самым двигательные реакции клеток. Микрофиламенты могут выполнять и каркасную функцию. Микрофибриллы, или промежуточные фибриллы (толщиной около 10 нм), образуют пучки и располагаются как по периферии клетки, так и в ее центральной части вокруг ядра. В различных типах клеток микрофибриллы построены из разных белков — кератинов, виментина, десмина и др., способных к сополимеризации (см.); эти структуры выполняют опорно-скелетную функцию. Микротрубочки — полые длинные неветвящиеся цилиндры толщиной в среднем около 20 нм. В цитоплазме интерфазных клеток они находятся в виде отдельных элементов, радиально расходящихся от клеточного центра, в митозе (см.) образуют временные структуры (веретено деления). Кроме того, они входят в состав постоянных органоидов — центриолей (см. Клетка), базальных телец (см. Тельца базальные), ресничек и жгутиков. Микротрубочки состоят из белков тубулинов, сопутствующих белков и гуанозиндифосфата. Они являются динамичными структурами, способными к сборке и разборке, выполняют опорноскелетную функцию и участвуют в двигательных реакциях клетки.

Помимо органоидов, в цитоплазме некоторых типов клеток имеются непостоянные компоненты — включения. Они представляют собой особую форму депонирования углеводов и липидов соответственно в виде гликогена и жировых капель.

Соотношение различных структурных компонентов в цитоплазме разных типов клеток многоклеточных организмов неодинаково и отражает степень и направленность морфофункциональной специализации клеток.

Находясь под контролем ядра (например, контроль и обеспечение синтеза белка), цитоплазмы в свою очередь, осуществляет сложные регуляторные воздействия на функцию ядерного аппарата (например, поступление из цитоплазмы в ядро ферментов нуклеинового обмена, белков-регуляторов, ионов и других метаболитов).

При действии повреждающих факторов, а также при нарушении обмена веществ все структурно-функциональные компоненты цитоплазмы подвергаются патологическими изменениям. Самой характерной реакцией клеток на повреждения является потеря способности к гранулообразованию при окраске витальными красителями. Большинство повреждающих факторов вызывает нарушение функции цитоплазматических органоидов и их деструкцию, наиболее часто сопровождающиеся набуханием с последующей фрагментацией на отдельные пузырьки элементов эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, набуханием или конденсацией митохондрий, распадом полисом, активацией лизосом, изменением проницаемости плазматической мембраны с образованием на ее поверхности выростов в виде пузырей, распадом элементов скелета клетки и др. При этом независимо от типа клеток или природы повреждающего фактора морфофункциональные проявления патологических изменений каждой цитоплазматической структуры имеют специфический характер. Нарушения регуляции обменных процессов (дистрофии) приводят к отложению в цитоплазме различных клеток белковых и жировых включений, гликогена, пигментов и других соединений.

В зависимости от характера патологического фактора, его интенсивности и длительности воздействия реакция отдельных поврежденных органоидов цитоплазмы различна. При обратимых изменениях органоиды восстанавливаются и клетка сохраняет свою жизнеспособность. Необратимые изменения органоидов приводят к гибели всей клетки.

Библиогр.: Де Робертис Э., Новинский В. и Саэс Ф. Биология клетки, пер. с англ., М., 1973; 3аварзин А. А. и Харазова А. Д. Основы общей цитологии, Л., 1982; Зенгбуш П. Молекулярная и клеточная биология, пер. с нем., т. 1—3, М., 1982; Хэм А. и Кормак Д. Гистология, пер. с англ., т. 1, М., 1982; Ченцов Ю. С. Общая цитология, М., 1984; Grundlagen der Cytologie, hrsg. v. G. С. Hirsch u. a., Jena, 1974.

М. В. Шорникова.

Источник