1 of 43

Клітина- основна структурна одиниця живого організму
Компоненти клітини

2 of 43

3 of 43

Клітина – найменша жива система, яка може здійснювати життєві функції. Тому клітину називають основною структурною і функціональною одиницею живого.

Переважна кількість живих організмів побудовані з клітин: одноклітинні з однієї, а багатоклітинні з великої кількості.

4 of 43

Пересвідчитись у тому, що рослини побудовані з клітин можна, навіть, не маючи мікроскопа. Взяти дуже стигле яблуко, м’якіть кавуна, апельсину, болгарський перець і подивитись на них уважно. Клітини досить добре видно.

5 of 43

Будова плазматичної мембрани:

1 – схема розташування в мембрані ліпідів;

2 – білків;

3 – рідинно-мозаїчна модель

6 of 43

Компоненти клітини�

Ядро і цитоплазма – живі частини клітини, сукупність їх називають протопластом
Стінка і вакуолі – неживі частини клітини, похідні протопласта, продукти його життєдіяльності

7 of 43

ФУНКЦІЇ:

захисна – оберігає за допомогою антитіл внутрішнє середовище клітини від несприятливих впливів зовнішнього середовища
транспортна – забезпечення обміну речовин з навколишнім середовищем
сигнальна – особливості будови плазматичної мемб рани, в яку вбудовані сигнальні білки, забезпечують подразливість організмів
претворення енергії – механічної (наприклад, рух джгутиків, війок), електричної (формування мембранного потенціалу та нервового імпульсу), хімічної (синтез багатих на енергію сполук)
структурна - забезпечує міжклітинні контакти в багатоклітинних організмах
опорна – до білків мембрани прикріплюються елементи цитоскелету
ферментативна – активація ферментів, які розчеплюють органічні речовини, що дає можливість їх проходження крізь напівпроникну мкмбрану

8 of 43

1 2 3

4 5 6

ФУНКЦІЇ:

1 – транспортна; 2 – ферментативна; 3 – сигнальна;

4 – захисна; 5 – структурна; 6 – опорна

9 of 43

мембрани дезмосоми плазмодпесми клітинні стінки

сусідніх клітин сусідніх клітин

1 2 3

цитоплазма елемент цитлоскелету ендоплазматична сітка

МІЖКЛІТИННІ КОНТАКТИ:

1 – тісні контакти між плазматичними мембранами двох клітин тварин; 2 – контакти між сусідніми клітинами тварин за участі десмосом; 3 – контакти між клітинами рослин

10 of 43

КЛІТИННА СТІНКА РОСЛИН:
ВОЛОКНА ПОЛІСАХАРИДУ ЦЕЛЮЛОЗИ,

ЗІБРАНІ В ПУЧКИ

ІНШІ ПОЛІСАХАРИДИ: ГЕМІЦЕЛЮЛОЗА,

ПЕКТИН, ЛІГНІН (кора)

ЛІПІДИ: СУБЕРИН (корок, судини)
БІЛКИ
НЕОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

(ОКСИД КРЕМНІЮ, КАРБОНАТИ

ТА ОРТОФОСФАТИ КАЛЬЦІЮ ТОЩО)

КЛІТИННА СТІНКА

ВОЛОКНА ЦЕЛЮЛЮЗИ

11 of 43

КЛІТИННА СТІНКА ГРИБІВ:

ПОЛІСАХАРИДИ: ГЛІКОГЕН, МАННОЗА, ХІТИН
ПІГМЕНТИ (МЕЛАНІНИ)
НЕОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

12 of 43

ФУНКЦІЇ КЛІТИННОЇ СТІНКИ:

опорна – основна, для підтримання форми клітини
захисна – охорона внутрішнього вмісту клітини від механічних ушкоджень
транспортна –

переміщення води та інших сполук у клітину та

за її межі; проникність клітинних стінок рослин

проявляється в явищах плазмолізу (1) і

деплазмолізу (2)

13 of 43

Різноманітні структури білкової природи: мікронитки (мікрофіламенти) і мікротрубочки, які утворюють цитоскелет

1 а 2

в

3

б

1 – ЦИТОСКЕЛЕТ (а – плазматична мембрана; б – мітохондрія; в – ендоплазматична сітка)

2 – МІКРОТРУБУЧКИ (діаметер 10-25 нм, утворені переважно білком тубуліном)

3 – МІКРОНИТОЧКИ (діаметер 4-7 нм, утворені переважно білком актином)

14 of 43

ВИДОЗМІНИ ЦИТОСКЕЛЕТУ:
ВНУТРІШНІЙ СКЕЛЕТ (наприклад в радіолярій)

ПЕЛІКУЛА (наприклад в інфузорій, євглени) – сплощені мішечки з органічної речовини, розташовані в ущільненому зовнішньому шарі цитоплазми, які разом утворюють мозаїчну структуру і всередині яких можуть міститися додаткові опорні комплекси з білків або просочених карбонатом кальцію полісахаридних пластинок

15 of 43

ФУНКЦІЇ:

виконує опорну і структурну (внутрішній скелет деяких одноклітинних) функцію
сполучає всі компоненти клітини: її поверхневий апарат, структури цитоплазми, ядро.
елементи цитоскелета сприяють закріпленню органел у певному положенні і їхньому переміщенню в клітині
забезпечення цитозу, рухів (утворення псевдоподій) тощо, при цьому мікротрубочки і мікронитки подовжуються чи вкорочуються

16 of 43

ЕНДОЦИТОЗ:
Фагоцитоз (від грец. фагос – пожирати) – це активне захоплення твердих мікроскопічних об’єктів (одноклітинні організми та клітини багатоклітинних тварин, наприклад травні клітини гідри, захоплюють їжу, а деякі спеціалізовані клітини багатоклітинних тварин здійснюють захисну функцію, наприклад макрофаги, захоплюючи і перетравлюючи сторонні органічні частки і мікроорганізми
Піноцитоз (від грец. піно – п’ю) – процес поглинання клітиною рідини разом з розчиненими в ній сполуками і відбувається здебільшого за рахунок вп’ячування мембрани
Вибірковий піноцитоз – пов’язаний з тим, що деякі розчинні молекули можуть попередньо зв’язатись їхніми рецепторними білками в складі мембрани і лише після того формується оточений білками піноцитозний міхурець, що надходить у цитоплазму

17 of 43

ПАСИВНИЙ ТРАНСПОРТ (без затрати енергії):
дифузія (від лат. розлиття) – процес, за якого молекули вільно рухаються крізь певні ділянки мембрани в напрямку меншої концентрації поза одним боком мембрани

осмос (від грец. поштовх, тиск) – вільний прохід через мембрану молекули однієї речовини (води), що рухатиметься в бік меншої концентраціЇ, та затримка частинки іншої, внаслідок чого концентрація речовини всередині клітини зростає доти, доки її тиск на мембрану із середини (тургор) не врівноважить зовнішній

полегшена дифузія – це проникнення через мембрану певних молекул за допомогою мембранних білків-переносників, які пронизують мембрану

білок

цитоплазма

18 of 43

АКТИВНИЙ ТРАНСПОРТ
здійснюється проти градієнта концентрації і пов’язаний зі значними витратами енергії АТФ
одним із механізмів активного транспорту є калій-натрієвий насос – енергетично сприятливе (тобто за градієнтом концентрації) пересування йонів натрію в клітину полегшує енергетично несприятливий (проти градієнта концентрації) транспорт низькомолекулярних сполук (глюкози, амінокислот тощо)

молекула глюкози, що взаємодіє з транспортним білком

К⁺/Na⁺ К⁺

насос Na⁺

АТФ АДФ

1 К⁺ транспортний білок 2 Na⁺ 3

у складі мембрани

1 – калій-натрієвий насос спряжений з транспортом низькомолекулярних сполук до клітини

2 – йони Na⁺ виводяться з клітини, де їхня концентрація нижча, ніж у навколишньому середовищі

3 – йони К⁺ «закачуються» в клітину, де їхня концентрація вища, ніж у позаклітинному середовищі

19 of 43

ЦИТОЗОЛЬ, або ГІАЛОПЛАЗМА – частина цитоплазми, що становить собою безбарвний водний колоїдний розчин органічних (білки, амінокислоти, вуглеводи, ліпіди, різні типи РНК тощо) і неорганічних речовин (катіони металів, аніони карбонатної та ортофосфатної кислот, Cl^–та ін)
Цитозоль може перебувати в рідкому (золь) або драглистому (гель) станах. Т
У клітинах тварин прозорий і щільний зовнішній шар цитоплазми (ектоплазма), розташований під плазматичною мембраною, а внутрішній шар (ендоплазма) меншої густини, містить різноманітні органели і включення
Цитозоль об’єднує в єдину функціональну систему всі клітинні структури, забезпечуючи їхню взаємодію, відбуваються транспорт і частина процесів обміну речовин, синтез білків, необхідних для побудови органел і підтримання життєдіяльності

20 of 43

КЛІТИННІ ВКЛЮЧЕННЯ – непостійні компоненти, які можуть з’являтися та зникати в процесі життєдіяльності клітини і зазвичай ними є запасні речовини у розчиненому (краплини) або твердому (кристали, волоконця, зерна тощо) станах, а також нерозчинні продукти обміну

1 2

4

3

Клітинні включення: опорний стрижень з органічної

1 – зерна крохмалю з клітин бульб картоплі; речовини в лямблії

2 – кристали щавлевооцтового калію в клітинах бегонії;

3 – білкові включення в клітині зернівки пшениці;

4 – краплини жиру в клітині інфузорії-туфельки

21 of 43

РИБОСОМИ (від рибонуклеїнова кислота та грец. сома – тільце) – позбавлені поверхневої мембрани органели у вигляді сферичних тілець, що складаються з двох різних за розмірами частин – субодиниць: великої та малої, кожна з яких складається зі сполучених між собою рРНК і білків.
Субодиниці рибосом можуть роз’єднуватися після завершення синтезу білкової молекули і знову сполучатися між собою перед його початком.
Функція – синтез білка

1

Роз’єднані велика (1) велика і мала

і мала (2) субодиниці субодиниці в складі

риосоми

22 of 43

КЛІТИННИЙ ЦЕНТР (ЦЕНТРОСОМА) – органела, яка складається з двох центріолей, розташованих у світлій ущільненій ділянці цитоплазми
Центріолі мають вигляд порожнього циліндра, який складається з дев’яти комплексів мікротрубочок, по три в кожному

Функція – під час поділу клітини центріолі розходяться до її полюсів і слугують центрами організації ниток веретена поділу, а також беруть участь у формуванні мікротрубочок цитоплазми, джгутиків і війок.

23 of 43

ОРГАНЕЛИ РУХУ:
Псевдоподії (від грец. псевдос – несправжній і подос – нога) – непостійні вирости цитоплазми клітин деяких одноклітинних (наприклад, амеб, форамініфер, радіолярій) або багатоклітинних тварин (наприклад, лейкоцити), в утворенні яких беруть участь елементи цитоскелета

Схема утворення псевдоподії (стрілочками зазначено напрямок руху цитоплазми)

24 of 43

ОРГАНЕЛИ РУХУ:

Джгутики і війки мають вигляд тоненьких виростів цитоплазми ( діаметром приблизно 0,25 мкм), укритих плазматичною мембраною, всередині яких розташована складна система мікротрубочок: по периферії розташоване кільце із дев’яти комплексів мікротрубочок, по дві в кожному, і ще дві мікротрубочки – у центрі

Центральні мікротрубочки виконують опорну функцію, а периферичні – забезпечують рух

Частина джгутиків і війок, розташована в цитоплазмі, має назву базального (від грец. базіс – основа) тільця, яке складається з дев’яти периферичних комплексів по три мікротрубочки в кожному

Джгутики і війки рухаються за рахунок вивільнення енергії АТФ, при цьому сусідні пари мікротрубочок неначе ковзають одна відносно одної

25 of 43

1

2

3

ІІ

4

АТФ

І

5

6

IV

ІІІ

Будова джгутиків: І. Джгутики сперматозоїдів. ІІ. Зріз через вільну частину джгутика:

1 – периферичні групи з двох мікротрубочок, розташовані по периферії джгутика;

2 – пара центральних мікротрубочок; 3 – мембрана, що оточує вільну частину джгутика;

4 – плазматична мембрана; 5 – базальне тільце. ІІІ. Зріз через базальне тільце:

6 – периферичні групи з трьох мікротрубочок. IV. Рух джгутиків забезпечує енергія АТФ

26 of 43

Джгутики і війки рухаються за рахунок вивільнення енергії АТФ, при цьому сусідні пари мікротрубочок неначе ковзають одна відносно одної
Робота війок загалом нагадує веслування і зазвичай скоординована, а для джгутиків характерний обертовий або хвилеподібний рух

Схема роботи

джгутиків (1)

і війок (2)

1 2

27 of 43

ЕНДОПЛАЗМАТИЧНА СІТКА – система порожнин у вигляді мікроскопічних канальців (діаметер 50–100 нм) та їхніх потовщень (так званих цистерн), які обмежені мембраною і сполучаються між собою

ФУНКЦІЇ:
за участю рибосом на зернистій сітці синтезуються білки, які потім транспортуються в різні місця клітини
на гладкій – синтезуються ліпіди, вуглеводи, певні гормони, що можуть накопичуватися в її порожнинах

28 of 43

КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖІ – одна з універсальних органел клітин еукаріотів і її основною структурною одиницею є диктіосома – скупчення одномембранних пласких цистерн, поруч з якими розташовані пухирці та канальці

диктіосома

Білки утворюються на мембранах ендоплазматичної сітки, а потім усередині оточених мембраною пухирців (1) відокремлюються (2) і прямують до комплексу Гольджі (3)

29 of 43

ФУНКЦІЇ КОМПЛЕКСУ ГОЛЬДЖІ

процес фагоцитозу

сполуки, які мають

бути виведені

з клітини

утворення травної

вакуолі

лізосома, комплекс Гольджі (КГ)

утворена КГ

цистерна з білками

прямує від

ЕПС до КГ

ліпіди, що

утворилися на

гладкій ЕПС

зерниста

ендоплаз-

матична

сітка (ЕПС) СХЕМА, ЩО ІЛЮСТРУЄ ФУНКЦІЇ КГ ядро

30 of 43

ЛІЗОСОМИ – (від грец. лізіс – розчинення) – органели, які мають вигляд мікроскопічних оточених мембраною пухирців діаметром 100–180 нм, що містять ферменти, здатні розщеплювати ті чи інші сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди тощо)

лізосома мітохондрія пероксисома

ВИДИ І ФУНКЦІЇ ЛІЗОСОМ:

зливаючися з піноцитозними або фагоцитозними пухирцями, беруть участь у формуванні травних вакуоль, при цьому активуються ферменти і вміст вакуолі перетравлюється – таким чином, лізосоми забезпечують процеси внутрішньоклітинного травлення
беруть участь у перетравленні окремих частин клітини (на малюнку), цілих клітин або їхніх груп, знищуючи таким чином дефектні органели, ушкоджені або мертві клітини, руйнують личинкові органи комах, земноводних тощо
можуть наближатися до плазматичної мембрани та виводити свій вміст – ферменти – назовні, забезпечуючи процеси позаклітинного травлення

31 of 43

ВАКУОЛІ – (від лат. вакуус – порожній) – органели клітини, які мають вигляд порожнин, оточених мембраною і заповнених рідиною

ВИДИ І ФУНКЦІЇ ВАКУОЛЬ:

травні вакуолі, у яких перетравлюються сполуки і мікроорганізми, що надходять у клітину
вакуолі рослинних клітин, що утворюються з пухирців, які відокремлюються від ендоплазматичної сітки і заповнені клітинним соком; підтримують певний рівень внутрішньоклітинного тиску (тургору), містять запасні поживні речовини, кінцеві продукти обміну або пігменти, що розчинені у клітинному соку і зумовлюють забарвлення певних типів клітин і частин рослин у цілому
скоротливі вакуолі прісноводних одноклітинних тварин і водоростей - регулюють внутрішньоклітинний тиск, виводячи надлишок води з клітини і запобігаючи її руйнуванню, а також сприяє надходженню до клітини води з розчиненим киснем і виведенню вуглекислого газу.

32 of 43

ПЕРОКСИСОМА (від грец. пери – навколо, лат. окси – оксиген та грец. сома – тіло), або мікротільця – органели кулястої форми, оточені однією мембраною, діаметром близько 0,3–1,5 мкм

пероксисоми виявлені в різних організмів: одноклітинних і багатоклітинних тварин, дріжджів, вищих рослин, водоростей
розташовані поблизу мембран ендоплазматичної сітки, мітохондрій, пластид
містять різноманітні ферменти, зокрема ті, що забезпечують перетворення жирів на вуглеводи або здатні розщеплювати токсичний для клітини пероксид водню
у рослин пероксисоми беруть участь у процесах поглинання кисню під час світлової фази фотосинтезу

33 of 43

МІТОХОНДРІЇ (від грец. мітос – нитка і хондріон – зерно) – органели клітин більшості видів рослин, грибів та тварин, які слугують своєрідними клітинними «генераторами енергії»

І

4 3 2

1

ІІ

5

Будова мітохондрії: І – фотографія, зроблена за допомогою електронного мікроскопа; ІІ – схема будови: 1 – зовнішня мембрана; 2 – внутрішня мембрана; 3 – кристи; 4 – міжмембранний простір;

5 – матрикс

34 of 43

ФУНКЦІЇ МІТОХОНДРІЙ

Основна функція мітохондрій – синтез АТФ, який відбувається за рахунок енергії, що вивільняється під час окиснення органічних сполук.
Початкові реакції відбуваються в матриксі, а наступні, зокрема синтезу АТФ, – на внутрішній мембрані мітохондрій
На поверхні крист, що межує

з внутрішнім 2

середовищем мітохондрії,

є особливі грибоподібні

білкові утвори – АТФ-соми

(від грец. сома – тіло), які

містять комплекс ферментів,

необхідних для синтезу АТФ

Схема будови АТФ-соми:

1 – АТФ-сома;

2 – внутрішня мембрана

мітохондрії

1

35 of 43

ХЛОРОПЛАСТИ (від грец. хлорос - зелений) – пластиди, зазвичай забарвлені в зелений колір завдяки наявності пігменту хлорофілу і здійснюють функцію фотосинтезу

Внутрішня будова хлоропласта: І. Фотографія, зроблена за допомогою електронного мікроскопа. ІІ. Схема будови: 1 - строма; 2 - грани тилакоїдів;

3 - зовнішня мембрана; 4 - внутрішня мембрана

36 of 43

Зв’язки між пластидами різних типів

Схема утворення пластид: 1 – первинна пластида;

2 – лейкопласт; 3 – хлоропласт; 4 – хромопласт

Схема взаємопереходів одних пластид в інші: 1 – первинна

пластида; 2 – хлоропласт; 3 – лейкопласт; 4 – хромопласт

1

2

3

4

1

2

3

4

37 of 43

ЗАГАЛЬНИЙ ПЛАН
Найчастіше ядро кулясте або еліпсоподібне, рідше – неправильної форми (наприклад, у деяких типів лейкоцитів ядра мають відростки); розміри варіюють від 1 мкм (деякі одноклітинні тварини, водорості) до 1 мм (яйцеклітини деяких риб і земноводних)
Ядро складається з поверхневого апарату і внутрішнього середовища (матриксу)

1

2

3

4

5

Будова ядра:

1 – ядерні пори

2 – ядерна оболонка

3 – ядерце

4 – ядерний сік

(каріоплазма)

5 – нитки хроматину

38 of 43

ПОВЕРХНЕВИЙ АПАРАТ
утворений зовнішньою та внутрішньою мембранами, між якими є простір (20 - 60 нм), заповнений рідиною
в деяких місцях зовнішня мембрана сполучена з внутрішньою навколо мікроскопічних отворів – ядерних пор (діаметер близько 100 нм), який заповнений собливими глобулярними чи фібрилярними білковими структурами: білком-рецептором, здатним реагувати на речовини, які проходять через пору; сукупність пор та цих білків називають комплексом ядерної пори
забезпечує регуляцію транспорту речовин, які проходять через нього: білків і різних типів РНК , здійснює їхнє впізнавання та сортування

Поверхневий апарат ядра: І – мікрофотографія, зроблена за до помогою сканувального мікроскопу (помітні ядерні пори); ІІ – схема будови

І

ІІ

зовнішня мембрана

внутрішня мембрана

ядерні пори

міжмембранний простір

39 of 43

ЯДЕРНИЙ МАТРИКС – внутрішнє середовище ядра, що складається з ядерного соку (каріоплазми), ядерець (комплекс РНК з білками, хроматину та гранул, попередників складових рибосом) і ниток хроматину – ниткоподібних структур, утворених здебільшого з білків та нуклеїнових кислот, що мають неоднорідні ділянки: гетерохроматин (ущільнені) та еухроматин (менш ущільнені), які здатні формувати компактні тільця – хромосоми

І – Хромосоми людини; ІІ – Різні стани хроматину; ІІІ – Група клітин (каріоплазма ядер зафарбована голубим); ІV – Ядро з ядерцем

І

ІІ

ІІІ

ІV

40 of 43

зберігає спадкову інформацію і забезпечує її передачу від материнської клітини дочірнім
є своєрідним центром керування процесами життєдіяльності клітини, зокрема регулює процеси біосинтезу білків
за участі ядерець утворюються складові рибосом, синтезуються білки – гістони

І

ІІ

41 of 43

Основу хромосоми становить молекула ДНК, зв’язана з ядерними білками, а також входять РНК та ферменти
Ядерні білки утворюють особливі структури – нуклеосоми, що складається з восьми білкових глобул, навколо яких наче накручені нитки ДНК

1 – взаємодія ядерних

білків та молекул ДНК

у складі нитки

хроматину

2 – схема утворення

нуклеосом

3 – фотографія хромосоми

та схема її будви

1

2

Ядерні білки

Нитки ДНК

Нуклеосома

Хромосома

Молекула ДНК

3

центромера

плече хромосоми

хроматиди

42 of 43

(від грец. каріон – ядро горіха і типос – форма) сукупність ознак хромосомного набору (кількість хромосом, їхня форма і розміри), який є притаманним для кожного виду і буває гаплоїдним, диплоїдним та поліплоїдним

1

2

3

4

5

43 of 43

ГОРОХ - 14

ЧЕРВОНА СМОРОДИНА – 16

БЕРЕЗА – 18

ЯЛІВЕЦЬ – 22

ЛИПА - 82

ДУБ – 24

ЛЬОН – 30

ВИШНЯ – 32

ЯБЛУНЯ – 34

ЯСЕНЬ – 46

КАРТОПЛЯ – 48