Что такое питание клетки

Научная электронная библиотека

§ 3.1.4. Строение клетки

Размеры клетки широко варьируют от 0,1 мкм (некоторые бактерии) до 155 мм (яйцо страуса). У всех клеток, независимо от их формы, размеров, функциональной нагрузки обнаруживается сходное строение (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Схема строения живой клетки: 1 – оболочка; 2 – мембрана; 3 – цитоплазма; 4 – ядро; 4а – ядрышко; 5 – рибосомы; 6 – эндоплазматическая сеть (ЭПС); 7 – митохондрии; 8 – комплекс гольджи; 9 – лизосомы; 10 – пластиды; 11 – клеточные включения

Снаружи клетка одета мембраной. Внутренняя часть клетки содержит многочисленные органоиды – структурные образования клетки, выполняющие определенные функции жизнедеятельности клетки.

1. Оболочка. Присутствует только у растительных клеток. Состоит из волокон целлюлозы. Функции оболочки: защита клетки от внешних повреждений, придает стабильную форму клетки, эластичность растительным тканям.

Повреждение наружной оболочки приводит к гибели клетки (цитолиз).

2. Мембрана. Тончайшая структура (75 Ǻ), состоит из двойного слоя молекул липидов и одного слоя белков. Такая структура обеспечивает уникальную эластичность и прочность мембране

участие в обмене веществ. Эта функция связана с избирательной проницаемостью в клетку определенных веществ и выведение из нее продуктов обмена. В процессе питания в клетку могут проникать определенные растворы веществ (пиноцитоз) и твердые частицы (фагоцитоз).

Явление фагоцитоза – поглощение клеткой твердых частиц – впервые было описано русским врачом Мечниковым. Фагоцитарная особенность лежит в основе процесса иммунитета. Особенно развита у лейкоцитов, клеток костного мозга, лимфатических узлов, селезенки, надпочечников и гипофиза.

Пиноцитоз – поглощение клеткой растворов – состоит в том, что мельчайшие пузырьки жидкости втягиваются через образующуюся воронку, проникают через мембрану и усваиваются клеткой.

3. Цитоплазма – внутренняя среда клетки. Представляет собой гелеобразную жидкость (коллоидная система), состоит на 80 % из воды, в которой растворены белки, липиды, углеводы, неорганические вещества. Цитоплазма живой клетки находится в постоянном движении (циклоз).

транспортировка питательных веществ и утилизация продуктов обмена клетки;

буферность цитоплазмы (постоянство физико-химических свойств) обеспечивает гомеостаз клетки, поддерживает постоянные нужные параметры жизнедеятельности;

поддержание тургора (упругость) клетки;

все биохимические реакции происходят только в водных растворах, что обеспечивается в среде цитоплазмы.

4. Ядро – обязательный органоид эукариотических клеток. Впервые было исследовано и описано Р. Броуном в 1831 г. В молодых клетках расположено в центре клетки, в старых – смещается в сторону. Снаружи ядро окружено мембраной с крупными порами, способными пропускать крупные макромолекулы. Внутри ядро заполнено клеточным соком – кариоплазмой, основная часть ядра заполнена хроматином – ядерным веществом, содержащим ДНК и белок. Перед делением хроматин образует палочковидные хромосомы. Причём, хромосомы одинакового строения (но содержащие разные ДНК!) образуют пары, зрительно воспринимаемые как одно целое (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Хромосомный набор человеческой клетки перед началом деления

Структурирование всех хромосом в пары свидетельствует о том, что число хромосом – чётное. Поэтому, его часто обозначают 2n, где n – количество хромосомных пар, а соответствующий набор хромосом называют диплоидным. Например, у голубей n = 40 (80 хромосом), у мухи n = 6 (12 хромосом), у собаки n = 39 (78 хромосом), у аскариды n = 1 (2 хромосомы). У человека n = 23 (46 хромосом). Однако, в половых клетках число хромосом в два раза меньше. Поэтому набор хромосом в половых клетках называется гаплоидным. Клетки, не являющиеся половыми называются соматическими. Иногда клетки с гаплоидным набором хромосом называют гаплоидными клетками, а с диплоидным набором хромосом – диплоидными клетками.

При слиянии двух родительских гаплоидных половых клеток образуется диплоидная клетка, дающая начало новому организму с набором генов отца и матери

Совокупность всех хромосом ядра (а значит и генов) клетки называется генотип. Именно генотип определяет все внешние и внутренние признаки конкретного организма.

В соматических клетках 44 Х-образные хромосомы (22 пары) у женщин и мужчин идентичны (сходны по строению), их называют аутосомами. А 23-я пара имеет конфигурацию ХХ – у женщин и ХY – у мужчин. Эти пары хромосом именуются половыми хромосомами.

В половых клетках 22 хромосомы также одинаковые у яйцеклеток и у сперматозоидов, а 23-я хромосома конфигурации Х – у яйцеклетки и Х или Y – у сперматозоидов. Поэтому при слиянии половых клеток и образовании пар хромосом, 23-я пара будет ( <ХY>или <ХХ>) определять пол будущего ребенка.

Необходимо помнить, что хотя в соматических клетках набор хромосом диплоидный (2n), однако, перед началом деления клеток происходит репликация ДНК, то есть, удвоение их количества, а, значит, и удвоение
количества хромосом. Поэтому перед началом деления соматической клетки в ней насчитывается 4n хромосом (рис. 16). Она становится тетраплоидной.

– хранение генетической информации;

– контроль за всеми процессами, происходящими в клетке: делением, дыханием, питанием и др.

4а. Ядрышко – структура, содержащаяся в ядре. Ядро может содержат 1, 2 или более ядрышек. Функция ядрышка – формирование рибосом.

Следует отметить, что не все клетки имеют оформленное ядро. Клетки, имеющие ядро называются эукариотическими или эукариотами. Клетки, не имеющие ядра, называются прокариотическими или прокариотами. Функции ядра у прокариот несёт одна нить ДНК (именуется хромосома), в которой хранится вся генетическая информация. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Как правило, у прокариотов отсутствуют и некоторые другие органоиды. Размеры прокариотических клеток меньше, чем размеры эукариот.

5. Рибосомы – самые мелкие органоиды клетки. Были обнаружены в 1954 г. Французским ученым Паладом. Рибосомы были обнаружены в цитоплазме, а также на гранулярной ЭПС и в ядре.

Функция рибосом: обеспечение биосинтеза белка.

6. Эндоплазматическая сеть. Представляет собой каналы и полости, ограниченные мембраной. Различают две разновидности ЭПС: гранулярная ЭПС и агранулярная ЭПС. Гранулярная ЭПС морфологически отличается от агранулярной наличием на ее поверхности многочисленных рибосом (на агранулярной ЭПС рибосомы отсутствуют).

Функции эндоплазматической сети:

– участие в синтезе органических веществ: на гранулярной ЭПС синтезируются белки, на агранулярной – липиды и углеводы;

– транспортировка продуктов синтеза ко всем частям клетки.

Несложно уяснить, что гранулярная ЭПС характерна для клеток, синтезирующих белки (например клетки желез внутренней секреции), агранулярная ЭПС характерна для клеток-производителей углеводов и липидов (например клетки жировой ткани).

7. Митохондрии – крупные органоиды, состоящие из двойного слоя мембран: наружная – гладкая, внутренняя образует многочисленные гребнеобразные складки – кристы. Внутри митохондрии заполнены жидкостью (матрикс).

Функции митохондрий: основная функция митохондрий – обеспечение клетки энергией. Этот процесс происходит за счет синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) (рис. 3.15), в которой фрагмент

Рис. 3.15. Структурная формула аденозинфосфорных кислот. Для аденозинтрифосфорной кислоты n = 3, для аденозиндифосфорной кислоты n = 2, для аденозинмонофосфорной кислоты n = 1

При взаимодействии молекулы аденозинтрифосфорной кислоты с водой отщепляется один остаток фосфорной кислоты, в результате чего образуется аденозиндифосфорная кислота – АДФ и выделяется огромное количество энергии:

АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + 10 000 калорий.

Впоследствии от АДФ может отщепляться еще один остаток фосфорной кислоты, образуя АМФ – аденозинмонофосфорную кислоту.

АДФ + Н2О = АМФ + Н3РО4 + 10 000 калорий[37].

Освободившаяся энергия используется для жизнедеятельности клетки (КПД процесса превышает 80 %!).

Наряду с распадом АТФ и выделением энергии в клетке постоянно происходит синтез АТФ и накопление энергии (обратные реакции).

Количество митохондрий в клетке зависит от потребности последней в энергии. Так, в клетках кожи человека находится в среднем 5–6 митохондрий, в клетках мышц – до 1000, в клетках печени – до 2500!

8. Комплекс Гольджи. Итальянский ученый Гольджи обнаружил и описал структуру клетки, напоминающую стопки мембран, цистерны, пузырьки и трубочки. Расположена эта система чаще всего возле ядра.

Функции комплекса Гольджи: в полостях комплекса накапливаются всевозможные продукты обмена клетки, которые по каким-либо причинам не вывелись наружу. В последствии эти продукты могут быть использованы клеткой для процессов жизнедеятельности. Из пузырьков и цистерночек комплекса Гольджи в растительных клетках образуются вакуоли, заполненные клеточным соком.

9. Лизосомы – мелкие органоиды. Представляют собой пузырьки, окруженные мембраной. Внутри лизосомы заполнены пищеварительными ферментами (обнаружено 12 ферментов), которые расщепляют и переваривают крупные макромолекулы (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты).

Функции лизосом: растворение и переваривание макромолекул. Лизосомы участвуют в фагоцитозе. Понятно, что основная функция по перевариванию поступающих в клетку частиц принадлежит лизосомам.

10. Пластиды. Эти органоиды характерны только для растительных клеток. Форма напоминает двояковыпуклую линзу. Структура пластид напоминает таковую у митохондрий: двойной слой мембраны. Наружная – гладкая, внутренняя образует складки, называемые тилакоидами. На тилакоидах происходит основной жизненно важный для всех зеленых растений процесс – фотосинтез:

Пластиды бывают трех типов:

1) Хлоропласты – зеленые пластиды. Их цвет обусловлен наличием хлорофилла. Хлорофилл – основное вещество хлоропластов (имеет зеленый цвет). Только благодаря хлорофиллу возможен процесс фотосинтеза (см. раздел 4.2). Хлоропласты придают зеленый цвет растительным организмам.

2) Хромопласты – пластиды, имеющие различные окраски: от ярко-желтого до пурпурно-багряного. Наличие различных пигментов окрашивают плоды, цветки и осенние листья растений в соответствующие цвета. Этот факт особенно важен для привлечения насекомых к цветкам, как природный индикатор созревания плодов и др.

3) Лейкопласты – бесцветные пластиды, в которых происходит накопление запасных питательных веществ (например, крахмала).

Некоторые виды пластид могут переходить друг в друга: например, переход хлоропластов в хромопласты: созревание томатов, яблок, вишни, и т. д.; изменение окраски листьев в осенний период времени. Лейкопласты могут переходить в хлоропласты: позеленение картофеля на свету. Это доказывает общность происхождения пластид.

11. Клеточные включения. Вакуоли. Это непостоянные и необязательные составляющие клетки. Они могут появляться и исчезать в течение всей жизни клетки. К ним относятся капли жира, зерна крахмала и гликогена, кристаллы щавелево-кислого кальция и др. Жидкие продукты обмена называются клеточным соком и накапливаются они в вакуолях. В клеточном соке растворены сахара, минеральные соли, пигменты и т. д. Чем старше клетка, тем больше клеточного сока накапливает клетка. Молодые клетки практически не содержат вакуолей.

Помимо перечисленного некоторые специализированные клетки обладают специальными органоидами. К ним относятся:

– реснички и жгутики, представляющие собой выросты мембраны клетки, осуществляющие движения клетки. Они имеются у одноклеточных организмов и многоклеточных (кишечный эпителий, сперматозоиды, эпителий дыхательных путей);

– миофибриллы – тонкие нити мышечных клеток, участвующие в сокращении мышц;

– нейрофибриллы – органоиды, характерные для нервных клеток и участвующие в проведении нервных импульсов. Кроме того, в состав клеток входят центриоли – две (иногда более) цилиндрические структуры диаметром около 0,1 мкм и длиной 0,3 мкм. Место расположения центриолей в период между делениями клетки считается серединой клеточного центра. При делении клетки центриоли расходятся в противоположные стороны – к полюсам, определяя ориентацию веретена деления (рис. 16).

Следует иметь в виду, что, хотя животные и растительные клетки имеют много общего, но между ними существуют и серьёзные различия (табл. 3.1).

Более общая классификация клеток представлена на рис. 3.16.

Одно из основных отличий бактерий от архей, состоит в химическом составе мембраны. Бактерии отделены от внешней среды двойным слоем липидов (жиров и жироподобных веществ). Мембраны архей состоят из терпеновых спиртов.

Источник

Что такое клетчатка

«Сибирская клетчатка» 21.10.2021 68276

Что такое растительная клетчатка?

Из книги известного популяризатора растительной клетчатки доктора Бетти Камен:

«Клетчатка – это подкласс углеводов, который включает некрахмалистые полисахариды. В основном состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и пектинов, которые во время продвижения по желудочно-кишечному тракту не преобразуются в простую сахарозу и выводятся из организма каловыми массами».

Растительная клетчатка (растительные волокна, пищевые волокна, пребиотики) разделяется на два вида – растворимая и нерастворимая клетчатка. В том или ином виде растительная клетчатка присутствует во всех растениях земных, речных и даже в морских водорослях.

Растворимая клетчатка

Нерастворимая клетчатка

Сколько клетчатки в день нужно употреблять?

В каких продуктах больше всего клетчатки? Сводная таблица

Даже из этих цифр видно, что клетчатка переносит тепловую обработку, но все же максимальное ее количество содержится в свежих растительных продуктах.

Отруби – чемпионы по клетчатке

Из растительной пищи абсолютный чемпион по содержанию клетчатки – это отруби или оболочка зерновых растений. Пшеница, рожь, овес, рис и т.д. Конечно, клетчатка содержится и в самом зерне, но количество нерастворимой клетчатки в оболочке злаковых культур в разы больше и доходит до 40-60%. Неплохие показатели по количеству клетчатки у различных сухофруктов, инжира (6.9г).

Какую роль в организме выполняет клетчатка?

Клетчатка и запоры

Клетчатка и сердечнососудистые заболевания

Ученые единогласны в том, что одной из основных причин возникновения сердечнососудистых заболеваний является недостаток в пище клетчатки. Клетчатка снижает уровень вредного холестерина в крови, который имеет нехорошее свойство откладываться в виде холестериновых «бляшек» на стенках сосудов.

Клетчатка и диабет

Доказана прямая связь между потреблением клетчатки и многими заболеваниями. Одно из таких заболеваний – диабет. Клетчатка уменьшает всасывание сахара, оказывая мощный лечебно-профилактический эффект.

Многие покупатели Сибирской клетчатки, страдающие сахарным диабетом второго типа, снизили количество потребляемых лекарств или даже отказались от них вовсе.

Клетчатка и онкология

Растительная клетчатка – любимая пища для полезной микрофлоры кишечника. Ученые доказали, что от «самочувствия» кишечной микрофлоры зависит иммунитет. Бактерии кишечника расщепляют 15-20% поступающих с пищей растительных волокон – клетчатки, в результате образуются вещества, которые снижают риск возникновения онкологических заболеваний, в частности широко распространенного рака нижних отделов кишечника.

Клетчатка и лишний вес

Отдельная тема – это клетчатка и похудение. Именно благодаря желанию людей быть стройными, популярность клетчатки в последние годы бьет все рекорды.

Клетчатка улучшает обмен веществ

Клетчатка делает нас умнее

Перечисление медицинских проблем, которые появляются при недостатке в пище клетчатки, займет сотни страниц текста. Некоторые из них мы отражаем на нашем сайте. Не могу не поделиться информацией из последнего обзора зарубежных научных исследований, посвященных клетчатке.

Оказалось, существует доказанная связь между потреблением клетчатки и работой мозга! Люди, как молодые, так и пожилые, употребляющие большое количество клетчатки, обладают лучшими умственными способностями, памятью, вниманием, сообразительностью, чем те, которые клетчаткой пренебрегают или едят ее в недостаточном количестве. Большинства вышеназванных проблем со здоровьем можно избежать, если с малых лет есть достаточное количество растительной пищи, богатой клетчаткой, а если это не получается, добавлять в свой рацион концентрированную смесь различных видов клетчатки.

Некоторые пожилые люди говорят, что запущенные проблемы не поправить. Это не так. Улучшение рациона питания, обогащение его достаточным количеством клетчатки дает положительные результаты в любом возрасте.

Выводит ли клетчатка полезные вещества?

Еще один вопрос, который волнует любителей концентрированной клетчатки.

Если клетчатка собирает и выводит из организма шлаки, токсины и т.д., не выводит ли она и полезные вещества?

Этот вопрос волнует не только россиян. Его ставят перед собой многие научно-исследовательские коллективы ведущих зарубежных научных центров.

А как же быть с остальными видами или отрубями?

Вариантов два – принимать клетчатку за час-полтора до еды или после еды. Замачивать клетчатку в бифидо-кефире на несколько часов.

Клетчатка – кладезь витаминов

Какая клетчатка самая полезная?

Заключение

Отойдем от болезней и остановимся на удивительном свойстве клетчатки. Не побоюсь сказать «Клетчатка-это умный продукт!». Растительные волокна в разных случаях при разных нарушениях в организме работают по-разному, но всегда с пользой для организма.

За каждым случаем стоят сложные и не всегда понятные нам, простым людям физиологические процессы. Например, казалось бы, какая связь между потреблением клетчатки и раком молочной железы? Между клетчаткой и работой мозга? Между клетчаткой и кариесом? Между клетчаткой и кандидозом? Между клетчаткой и желчными камнями? Огромное количество объективной информации, многолетние исследования, клинические испытания подтверждают, что одной из причин вышеназванных проблем является недостаток клетчатки.

Человек, как биологический вид эволюционно больше тяготеет к растительной пище, об этом можно судить по соотношению зубов-резцов для мяса и коренных для перетирания растений. В последние 150-200 лет это соотношение стало изменяться, но организм человека не изменился за столь короткий срок. Нынешнее неправильное питание можно сравнить с автомобилем. Сердце кровью обливается, когда нужно залить в бак дорогого авто дешевый бензин. А если делать это постоянно? Чувствуете, куда клоню? Машину нам жалко, а себя нет. Организм имеет огромный запас прочности, годами работает на «плохом бензине», а потом? Проблемы нарастают, как снежный ком, затем дорогостоящий ремонт и больничная койка.

Про растительную клетчатку, ее волшебные, умные свойства можно писать книги. К сожалению, таких книг очень мало.

Источник

Питание клетки 2

! Как клетка использует захваченные из внешней среды питательные вещества
Есть всего два принципиально различных варианта.

? Как Вы полагаете, чем опасен для организма многоклеточного животного выброс непереваренных остатков в пространство между клетками?

Молекулярные механизмы фагоцитоза
Захват пищевой частицы (рис. 12: этапы 1-3)

Рисунок 13а Рисунок 13б

Растворение частиц пищи во вторичной лизосоме (рис. 12: этапы 5-7)

Полимеры и мономеры
Рисунок 14

! Подробнее о полимерах, остатках мономеров и самих мономерах. Краткое введение в химию.
Рисунок 15

Таблица 1. Полимеры и мономеры, входящие в состав живых клеток.
Полимеры

Аминокислоты (обычно их в клетке около 20 разных типов).

рибонуклеиновая кислота (РНК)

нуклеотиды РНК (4 типа: А аденин, У урацил, Г гуанин, Ц цитозин)

дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

нуклеотиды ДНК (4 типа: А, Т тимин, Г, Ц)

Строение мембраны. Липиды.
Рисунок 15

! Подробнее о липидах.
Рисунок 17 Рисунок 18

На рис. 17 а) изображены молекулы глицерина, спирта инозитола, фосфорной кислоты и двух разных жирных кислот. Если соединить их друг с другом так, как показано на рис. 17б, получится липидная молекула, реально встречающаяся в мембранах некоторых клеток (подобные реакции называют реакциями дегидратации, то есть реакциями отделения воды). На рис. 18 показано еще несколько типов липидных молекул, встречающихся в мембране.

? Как Вы думаете, почему гидрофобные предметы в воде слипаются друг с другом?

? Подумайте, в каком положении будут находиться на поверхности воды одиночные липидные молекулы? А как будет выглядеть на поверхности воды пленка из молекул липидов толщиной в две молекулы?

!Мембранное (пристеночное) пищеварение.
Некоторые белки могут довольно прочно прикрепляться к поверхности клетки, соприкасаясь при этом только с олигосахаридами гликокаликса. Например, такой способностью обладают многие пищеварительные ферменты. Если первичная лизосома сольется с наружной мембраной клетки, то многие из находившихся в ней пищеварительных ферментов, оказавшись «на улице», сразу же прилипнут к поверхности гликокаликса. При этом они смогут «ловить» проплывающие мимо соответствующие полимеры и расщеплять их. Белки-переносчики из лизосомы окажутся в наружной мембране, и начнут переносить внутрь клетки соответствующие мономеры. Получается, что пища будет перевариваться прямо на поверхности клетки. Особенно активно пристеночное пищеварение происходит в кишечнике у разных животных.

Источник

В каких органоидах происходит образование питательных веществ?

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Клетка – это сложнейшая функциональная единица. Она присуща практически всем живым организмам, кроме вирусов. Наука цитология изучает клеточное питание, рост, развитие, дыхание, размножение.

Строение клетки

Основными компонентами клетки являются следующие:

Функции клетки

Какие бывают клетки?

Живые организмы имеют разные виды клеток, каждому из которых присущ свой набор функций:

Что подразумевается под клеточным питанием?

Клетки получают энергию и преобразуют ее из одного вида в другой. Это их основная задача. Для этого требуется постоянный приток энергии извне.

Питание клетка получает из межклеточной среды в уже готовом виде. Также она может самостоятельно синтезировать определенные вещества.

Когда питательные вещества поступают в клетку, они расщепляются под действием определенных компонентов. Этот процесс называется обменом веществ. Изначально питательные вещества распадаются на глюкозу, кислоты, жирные кислоты, аминокислоты и т. д. Далее идет более усиленное расщепление. Таким образом осуществляется клеточное питание.

Внимание! Органоиды клетки поддерживают естественные биологические процессы (рост, питание, дыхание, размножение), черпая энергию из окружающей среды.

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Источник