Строение клетки

Процесс фагоцитоза

Фагоцитоз – это процесс, при котором клетки (фагоциты) захватывают и переваривают твердые частицы. Есть два типа профессиональных фагоцитов у человека.

Костный мозг

Костный мозг, находящийся внутри костей, играет важную роль в образовании клеток крови. Существует два вида костного мозга: красный и желтый.

Красный костный мозг состоит из клеток крови на разных этапах развития.
Желтый костный мозг содержит жировую ткань и адипоциты.

У новорожденных весь костный мозг обычно красный, но по мере взросления он частично заменяется желтым.

Этапы фагоцитоза

Реакция фагоцитоза включает несколько этапов:

Распознавание объекта: Фагоциты распознают поверхностные молекулы объекта с помощью специальных рецепторов.
Адгезия: Фагоциты присоединяются к объекту благодаря рецепторам на своей поверхности.
Активация мембраны: Происходит активация протеинкиназы С и другие процессы подготовки объекта к погружению.
Погружение: Объект обволакивается фагоцитом.
Фагосома: Образуется мембрана, заключающая объект.
Фаголизосома: Фагосома соединяется с лизосомами, создавая условия для переваривания объекта.
Расщепление: Происходит бактериолиз и разрушение клетки под воздействием ферментов.

Эти этапы позволяют фагоцитам эффективно захватывать и переваривать различные объекты, играя важную роль в организме.

Выброс продуктов деградации

Фагоцитоз может быть:

Введение в кровь больших доз лекарственных препаратов

Введение в кровь больших доз лекарственных препаратов сопровождается их разбавлением физиологическим раствором. Почему?

Введение больших доз лекарственных препаратов без разведения может вызвать резкое изменение состава крови и необратимые функциональные явления вследствие сморщивания эритроцитов.
Концентрация физиологического раствора соответствует концентрации солей в плазме крови и не вызывает гибель клеток крови.

Почему растение завянет в подсоленной воде?

Если растение поместить корнями в подсоленную воду, то через некоторое время оно завянет. Объясните почему.

В соленом растворе клетки растения потеряют воду, произойдет плазмолиз и клетки потеряют тургор.
Нарушится транспорт воды в растение, и оно завянет.

Почему эритроциты разрушаются в дистиллированной воде?

Почему эритроциты разрушаются, если поместить их в дистиллированную воду? Ответ обоснуйте.

Концентрация растворенных веществ в эритроцитах выше, чем в дистиллированной воде.
Из-за разности концентрации вода начнет поступать в эритроциты.
Объем эритроцитов увеличится, под давлением воды их плазматические мембраны разрываются, в следствие чего клетки разрушаются.

Изменения в клетках картофеля при погружении в дистиллированную воду

Тонкий срез клубня картофеля поместили в дистиллированную воду. Какие изменения произойдут в его клетках через некоторое время?

В клетках картофеля концентрация растворенных веществ выше, чем в окружающей их дистиллированной воде.
Из-за разности концентрации вода начнет поступать в клетки, они набухнут.

Лизосомы в клетках временных тканей зароды

На электронных микрофотографиях в клетках временных тканей зароды, которые вскоре исчезают, наблюдают множество лизосом. Объясните это явление.

Гидролитические ферменты лизосом участвуют во внутриклеточном переваривании;
В структурах, подлежащих разрушению, образуется много лизосом, которые осуществляют самопереваривание этих структур.

Причина рассыпчатости клубней картофеля при длительной варке

Почему при длительной варке клубни картофеля становятся рассыпчатыми?

При длительной варке разрушается межклеточное вещество.
При разрушении межклеточного вещества клетки отделяются друг от друга и клубни картофеля становятся рассыпчатыми.

Эпидемия сибирской язвы после вскрытия скотомогильника

Осуществление земляных работ при строительстве одного из объектов привело к вскрытию скотомогильника 100-летней давности. Спустя некоторое время в данной местности был объявлен карантин в связи с эпидемией сибирской язвы, возбудителем которой являются бактерии. Как можно объяснить данную ситуацию?

В скотомогильнике было захоронение животных, инфицированных сибирской язвой.
Споры бактерий длительное время сохраняют жизнеспособность, поэтому попав в живой организм, они вызывают заболевание – сибирская язва.

Проклятие фараона после раскопок пирамид

После раскопок египетских пирамид некоторые археологи, осуществляющие вскрытие гробника, умерли от инфекции, неизвестной современной медицине. Как объяснить проклятие фараона?

В гробнике было захоронение людей, инфицированных заболеванием.
Споры бактерий длительное время сохраняют жизнеспособность, поэтому попав в живой организм, они вызывают заболевание.

Почему для выращивания бобовых растений не требуется подкормка азотными удобрениями?

Объясните, почему для выращивания бобовых растений не требуется подкормка азотными удобрениями.

Роль биологических мембран в клетке

Биологические мембраны играют важную роль в клетке, обеспечивая ее целостность и управляя обменом веществ. Вот несколько основных функций биологических мембран:

Защита клетки. Мембрана обеспечивает защиту клетки от воздействия внешней среды, контролируя проникновение различных веществ внутрь и изнутри клетки.
Транспорт веществ. Биологические мембраны обладают специальными белками, которые регулируют транспорт различных веществ через мембрану. Этот процесс позволяет клетке получать необходимые питательные вещества и избавляться от отходов.
Коммуникация. Мембранные белки участвуют в обмене сигналами между клетками и внутри клетки. Это позволяет клеткам реагировать на изменения в окружающей среде и координировать свою деятельность.
Распознавание клеток. Мембраны содержат специфические белки и углеводы, которые определяют идентичность клетки. Это важно для иммунной системы и для взаимодействия клеток в организме.
Клеточное крепление. Некоторые мембранные белки участвуют в клеточном креплении, обеспечивая связь между клетками и поддерживая их форму и структуру.

Вывод

Биологические мембраны играют ключевую роль в жизнедеятельности клетки, обеспечивая ее выживание и функционирование. Понимание и изучение структуры и функций мембран позволяет лучше понять биологические процессы, происходящие в клетке.

Биологические Мембраны и Их Роль в Клетке

Биологические мембраны играют важную роль в клеточной структуре и функционировании. Они обеспечивают защиту и отграничивают содержимое клетки от внешнего мира. Кроме того, мембраны обладают избирательной проницаемостью, что позволяет регулировать поступление различных веществ внутрь клетки.

Плазматическая Мембрана

Плазматическая мембрана (или плазмалемма) – это наружная клеточная мембрана, играющая важную роль в клеточной структуре. Основным компонентом плазматической мембраны является фосфолипид – это вещество, у которого гидрофильные головки ориентированы наружу, а гидрофобные хвосты внутрь мембраны.

Жирные Кислоты в Мембране

В мембранах животных содержатся как ненасыщенные, так и насыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные кислоты имеют двойные связи между атомами углерода, что делает их более текучими. Лягушки, будучи холоднокровными животными, обладают более высокой концентрацией ненасыщенных жирных кислот.

Роль Митохондрий

Митохондрии играют важную роль в клетке, так как в них происходит процесс дыхания – кислородный этап энергетического обмена и синтез АТФ.

Саморегуляция клетки

Клетка является саморегулирующейся системой, так как состоит из множества взаимосвязанных частей, которые взаимодействуют друг с другом. Клетка способна реагировать на различные изменения в окружающей среде благодаря генетической саморегуляции.

Функции Липидов в Мембранах

Липиды играют строительную роль в клеточных мембранах, обеспечивая их структурную целостность. Они также отграничивают внутреннее содержимое клетки и регулируют поступление веществ внутрь клетки.

Строение Цитоплазматической Мембраны

Цитоплазматическая мембрана состоит из двойного слоя липидов, а также встроенных белков и углеводов гликокаликса. Эти компоненты выполняют различные функции, такие как транспорт, строительство, ферментация и сигнализация.

Поступление Веществ в Клетку

Вещества могут поступать в клетку различными путями, такими как диффузия, активный транспорт или пинопцикат. Каждый из этих механизмов обеспечивает необходимый обмен веществ внутри клетки.

Благодаря сложной строении и функциям биологических мембран, клетка способна эффективно функционировать и поддерживать свое внутреннее равновесие в изменяющихся условиях.

фагоцитоз — поглощение, захватывание твердых частиц клеточной мембраной и последующее их переваривание;2) пиноцитоз — поглощение жидкостей клеточной мембраной;3) диффузия и осмос процессы поступления веществ по градиенту концентрации из области с большей концентрацией, в область с меньшей концентрацией. Частным случаем осмоса является проникновение веществ через полупроницаемую мембрану;4) активный транспорт — перенос веществ против градиента концентрации, происходящий с затратами энергии с помощью транспортных белков и калий-натриевого насоса.

Известно, что аппарат Гольджи особенно хорошо развит в железистых клетках (надпочечников, слюнных желез, поджелудочной железы). Объясните этот факт, используя знания о функциях этого органоида в клетке.

В клетках желез синтезируются ферменты, которые накапливаются в полостях аппарата Гольджи;2) в аппарате Гольджи ферменты упаковываются в виде пузырьков;3) из аппарата Гольджи ферменты выносятся в проток желез.

гликокаликс (гликопротеидный комплекс), обеспечивает соединение сходных клеток, выполняет рецепторную (сигнальную) функцию.

Для поступления веществ в клетку существуют следующие пути:1) Фагоцитоз — поглощение, захватывание твердых частиц клеточной мембраной и последующее их переваривание.2) Пиноцитоз — поглощение жидкостей клеточной мембраной;3) Диффузия и осмос процессы поступления веществ из области с большей концентрацией, в область с меньшей концентрацией. Частным случаем осмоса является проникновение веществ через полупроницаемую мембрану.4) Активный транспорт — перенос веществ против градиента концентрации, происходящий с затратами энергии.

Клеточный центр. Из какого вещества он состоит? Объясните особенности строения этого компонента и укажите его функции в клетке.

центриоли клеточного центра (клеточный центр);2) состоит из белка (тубулина);3) особенности строения: центриоли состоят из (девяти триплетов) микротрубочек;4) функции: при делении клетки центриоли клеточного центра служат организатором нитей веретена деления;5) центриоли (клеточный центр) организуют микротрубочки (цитоскелет) в клетке;6) центриоли лежат в основании ресничек и жгутиков (кинетосома).

Что обеспечивает движение цитоплазмы в клетках растений? Какие структуры делят клетку на отсеки (компартменты)? В чем их значение?

цитоплазма может двигаться с помощью цитоскелета (микрофиламентов, нитей актина);2) сокращение нитей актина обеспечивает изменение вязкости цитоплазмы и её движения;3) компартменты представлены мембранными органоидами;4) разделение на компартменты происходит с помощью разветвленных каналов ЭПС;5) разделение способствует осуществить в разных участках клетки разные процессы, например, синтез белков и их распад;6) разделение помогает поддерживать в разных компартментах необходимую концентрацию веществ и рН.

Какая из двух разновидностей ЭПС будет преобладать в клетках коры надпочечников, а какая – в клетках хрящевой ткани?

в клетках коры надпочечников преобладает гладкая ЭПС;5) в клетках коры надпочечников активно синтезируются стероидные гормоны (гормоны липидной природы);6) в клетках хрящевой ткани преобладает шероховатая ЭПС;7) в клетках хрящевой ткани активно синтезируется белок коллаген.

1. С помощью какого метода была обнаружена хорошо развитая шероховатая эндоплазматическая сеть в клетках поджелудочной железы? Объясните, с чем связано такое развитие эндоплазматической сети.

метод электронного микроскопирования; 2) в клетках поджелудочной железы интенсивно осуществляется синтез белков (гормонов и ферментов); 3) на каналах шероховатой ЭПС находятся рибосомы, осуществляющие синтез белка.

2. Известно, что аппарат Гольджи особенно хорошо развит в железистых клетках (надпочечников, слюнных желез, поджелудочной железы). Объясните этот факт, используя знания о функциях этого органоида в клетке.

аппарат Гольджи аппарат выполняет секреторную функцию (упаковывает и выносит вещества из клетки в виде секреторных пузырьков); 2) в клетках желез синтезируются вещества (ферменты, гормоны), которые накапливаются в полостях аппарата Гольджи; 3) из аппарат Гольджи вещества путем экзоцитоза выводятся из клетки.

3. Где происходит формирование лизосомы? Какие функции она выполняет? Какие структуры клетки формируются при ее участии?

лизосома образуется в аппарате Гольджи (при отшнуровывании пузырька с пищеварительными ферментами); 2) содержит пищеварительные ферменты для расщепления веществ; 3) участвует в утилизации старых и поврежденных структур клетки (и целых клеток); 4) при слиянии лизосомы с фагоцитозным пузырьком образуется пищеварительная вакуоль.

4. Какую роль играет центральная вакуоль в растительной клетке? Аргументируйте свой ответ.

внутри центральной вакуоли накапливаются вещества (сахара, кислоты и др.); 2) за счет осмоса внутрь вакуоли поступает вода; 3) за счет накопления воды в вакуоли поддерживается тургор клетки; 4) за счет накопления воды в вакуоли растительная клетка растет (растягивается).

5. Каким образом строение ЭПС связано с ее функциями?

ЭПС состоит из множества мембранных полостей, поэтому там могут запасаться вещества. 2) ЭПС распространена по всей клетке, поэтому по ЭПС могут передвигаться вещества. 3) Гранулярная ЭПС содержит рибосомы, поэтому может участвовать в синтезе белка.

6. В аппарате Гольджи различают два полюса. Один обращён к эндоплазматической сети, другой к цитоплазматической мембране. Как такое положение связано с функциями органоида? Для каких клеток это может быть наиболее характерно?

Аппарат Гольджи накапливает белки, синтезируемые на эндоплазматической сети. 2) Эти белки транспортируются из клетки через плазматическую мембрану. 3) Это характерно для секретирующих клеток.

7. Какой клеточный органоид изображён на рисунке? В клетках нервной или гладкой мышечной ткани лучше развит этот органоид? Ответ поясните, исходя из функции этого органоида.

на рисунке изображён аппарат Гольджи; 2) аппарат Гольджи лучше развит в нервной ткани; 3) аппарат выполняет секреторную функцию (упаковывает и выносит вещества из клетки); 4) в нервной ткани передача нервного импульса от клетки к клетке (через синапс) происходит с помощью нейромедиаторов, которые секретирует аппарат Гольджи

8. На электронных микрофотографиях в клетках временных тканей зародыша наблюдают множество лизосом. Объясните это явление, используя знания о функциях лизосом. Какие структуры клетки участвуют в синтезе белков, входящих в состав лизосом? Укажите локализацию этих структур в указанном случае. Какой органоид участвует в формировании лизосом?

ферменты лизосом обеспечивают внутриклеточное переваривание (автолиз); 2) временные ткани зародыша разрушаются при активном функционировании лизосом; 3) в синтезе белков участвуют рибосомы; 4) рибосомы, синтезирующие белки лизосом, располагаются на шероховатой (гранулярной) эндоплазматической сети (ЭПС); 5) лизосомы формирует аппарат Гольджи.

9. Главная функция аппарата Гольджи – сортировка проходящих через него белков. Для чего далее используются белки, созревающие в аппарате Гольджи? Приведите три примера. В клетках эндотелия сосудов или поджелудочной железы сильнее развит аппарат Гольджи? Ответ поясните.

для построения мембраны клетки (мембранных структур клетки); 2) для секреции (выведения из клетки); 3) для образования ферментов лизосом; 4) в клетках поджелудочной железы; 5) в них секретируются ферменты (гормоны).

10. Рассмотрите изображённую на рисунке трёхмерную модель внутриклеточного органоида эукариотической клетки. Назовите органоид, изображённый на рисунке. Какая структура обозначена на рисунке вопросительным знаком и какую функцию она выполняет? Какая из двух разновидностей изображённого органоида будет преобладать в клетках коры надпочечников, а какая – в клетках хрящевой ткани? Ответ поясните.

на рисунке изображена ЭПС; 2) вопросительным знаком обозначена полисома (полирибосома; комплекс рибосом); 3) полисома осуществляет синтез белка (трансляцию); 4) в клетках коры надпочечников преобладает гладкая ЭПС; 5) в клетках коры надпочечников активно синтезируются стероидные гормоны (гормоны липидной природы); 6) в клетках хрящевой ткани преобладает шероховатая ЭПС; 7) в клетках хрящевой ткани активно синтезируется белок коллаген.

11. В 1898 году итальянский исследователь в нервных клетках обнаружил изображённый на рисунке органоид. Как называется этот органоид? Каково его строение? Какие функции в клетке выполняет этот органоид?

органоид — комплекс (аппарат) Гольджи; 2) сложная сеть мембранных полостей (5–8), от которых отходят ветвящиеся трубочки и отделяются пузырьки; 3) накопление и химическая модификация веществ, которые синтезируются в каналах эндоплазматической сети; 4) выведение (секреция) химически модифицированных веществ; 5) образование лизосом.

12. В железистых клетках обнаруживаются сильно развитые мембраны эндоплазматической сети. При этом в клетках семенников и яичников сильнее развита гладкая ЭПС, в железистых клетках поджелудочной железы – шероховатая ЭПС. Почему? Ответ поясните исходя из функций этих органоидов и химического состава секретов половых желез и поджелудочной железы.

функция шероховатой ЭПС – синтез и транспорт белков; 2) функция гладкой ЭПС – синтез и транспорт углеводов и липидов; 3) половые железы секретируют половые (стероидные) гормоны; 4) половые (стероидные) гормоны – липиды, поэтому в клетках семенников и яичников сильнее развита гладкая ЭПС; 5) поджелудочная железа секретирует гормоны инсулин и глюкагон; 6) поджелудочная железа секретирует пищеварительные ферменты; 7) гормоны и ферменты поджелудочной железы – это белки, поэтому в клетках поджелудочной железы сильнее развита шероховатая ЭПС.

13. Проследите путь синтезированного на гранулярной ЭПС белка до его участия во внутриклеточном подготовительном этапе энергетического обмена в качестве фермента. Укажите все органоиды, по которым перемещается этот белок. Какую функцию он будет выполнять?

синтезированный на рибосомах белок поступает в ЭПС, а потом в аппарат Гольджи; 2) в аппарате Гольджи белок преобразуется, упаковывается в пузырьки, формируются лизосомы; 3) функция белка в лизосомах ферментативная, участвует в реакциях гидролиза сложных органических веществ.

14. В 1945 г. К. Портер с сотрудниками обнаружили в клетках цыплёнка тончайшую сеточку — систему взаимосвязанных каналов, пузырьков, цистерн. Позднее удалось выяснить структуру этого образования и обнаружить его неоднородность. Данные электронной микроскопии показали наличие двух неоднородных зон этой структуры (на фото А и Б). В зоне А на поверхности мембраны видны мелкие, тёмные, почти округлые частицы. Какой органоид открыл учёный? Какие две зоны (два вида) этого органоида показаны на фото? Какова функция тёмных округлых частиц, обнаруженных на поверхности мембран в одной из зон органоида?

это эндоплазматическая сеть (ЭПС, эндоплазматический ретикулум); 2) гладкая (Б) и шероховатая (А) эндоплазматическая сеть; 3) округлые тельца — рибосомы, синтезирующие белки.

Где содержится костный мозг

Красным на рисунке ниже отмечено содержание активного костного мозга в костях взрослого и ребенка.

Красный костный мозг содержится преимущественно в плоских костях и эпифизах длинных трубчатых костей. Потому предпочтительные точки для пункции красного костного мозга — ости подвздошных костей. Ости подвздошных костей — выступы (бугры), которые можно увидеть или нащупать руками спереди и сзади в области таза, они наиболее доступны и наименее опасны в отношении осложнений.

Красный костный мозг состоит из островков кроветворных клеток, соединительной ткани и сосудов.

Что еще почитать?

“Кем быть? Как гемопоэтическая клетка выбирает профессию” — процесс гемопоэза в виде комикса.

Врач-детский онколог ДГМ КСЦ ВМТ (Детская городская больница №1), Санкт-Петербург

15 марта 2023

Как происходит кроветворение

Процесс кроветворения называется гемопоэзом. В костном мозге происходит образование, созревание и дифференцировка клеток крови. Родоначальницей всех клеток является гемопоэтическая стволовая клетка, способная делиться и развиваться в любом направлении. Стволовые клетки могут пребывать в состоянии “покоя”, могут делиться с образованием таких же стволовых клеток, а могут пойти по пути дифференцировки — “взрослеть”, превращаясь в клетку с определенными функциями и свойствами.

Основных путей для созревания (их еще называют линиями дифференцировки) у стволовой клетки два: миелоидный и лимфоидный. При миелоидном пути созревания из стволовой клетки образуются тромбоциты, эритроциты, гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) и моноциты. При лимфоидном пути созревания из стволовой клетки образуются Т- и В-лимфоциты.

Подробно в наглядном виде схема гемопоэза отображена здесь.

В процессе дифференцировки клетки проходят несколько различных стадий. На любом из этих этапов может произойти ошибка, ведущая к образованию патологических (опухолевых) клеток, которым свойственно активное деление, но при этом нарушен процесс дальнейшего развития. На промежуточных стадиях клетки еще не способны нести свои функции полноценно. Не развиваясь дальше, они становятся “балластом” для организма, расходуют энергию и питательные вещества, заполоняют пространства костного мозга, не позволяя расти и развиваться здоровым клеткам.

От того, какими клетками представлено заболевание, будут зависеть течение болезни, лечение и прогноз.