efekty uczenia się
- identyfikacja kluczowych organelli obecnych tylko w komórkach roślinnych, w tym chloroplastach i wakuolach centralnych
- identyfikacja kluczowych organelli obecnych tylko w komórkach zwierzęcych, w tym centrosomach i lizosomach
w tym momencie powinno być jasne, że komórki eukariotyczne mają bardziej złożona struktura niż komórki prokariotyczne. Organelle pozwalają na występowanie różnych funkcji w komórce w tym samym czasie., Pomimo ich podstawowych podobieństw, istnieją pewne uderzające różnice między komórkami zwierzęcymi i roślinnymi (patrz rysunek 1).
komórki zwierzęce mają centrosomy (lub parę centrioli) i lizosomy, podczas gdy komórki roślinne nie. Komórki roślinne mają ścianę komórkową, chloroplasty, plazmodesmy i plastidy używane do przechowywania oraz dużą wakuolę środkową, podczas gdy komórki zwierzęce nie.
pytanie praktyczne
Rysunek 1. a) typowa komórka zwierzęca i B) typowa komórka roślinna.,
Jakie struktury ma komórka roślinna, której nie ma komórka zwierzęca? Jakie struktury ma komórka zwierzęca, których nie ma komórka roślinna?
komórki roślinne
ściana komórkowa
na Rys., Ściana komórkowa jest sztywnym pokryciem, które chroni komórkę, zapewnia wsparcie strukturalne i nadaje komórce kształt. Komórki grzyba i niektóre komórki protisty mają również ściany komórkowe.
podczas gdy głównym składnikiem prokariotycznych ścian komórkowych jest peptydoglikan, główną cząsteczką organiczną w ścianie komórkowej roślin jest celuloza (ryc. 2), polisacharyd złożony z długich, prostych łańcuchów jednostek glukozy. Gdy informacje żywieniowe odnoszą się do błonnika pokarmowego, odnosi się do zawartości celulozy w żywności.
Rysunek 2., Celuloza to długi łańcuch cząsteczek β-glukozy połączonych wiązaniem 1-4. Przerywane linie na każdym końcu rysunku wskazują serię o wiele więcej jednostek glukozy. Rozmiar strony uniemożliwia zobrazowanie całej cząsteczki celulozy.
chloroplasty
Rysunek 3. Ten uproszczony schemat chloroplastu pokazuje błonę zewnętrzną, błonę wewnętrzną, tylakoidy, Granę i stromę.
podobnie jak mitochondria, chloroplasty mają również własne DNA i rybosomy., Chloroplasty działają w fotosyntezie i można je znaleźć w fotoautotropowych komórkach eukariotycznych, takich jak rośliny i glony. W fotosyntezie dwutlenek węgla, woda i energia świetlna są wykorzystywane do wytwarzania glukozy i tlenu. Jest to główna różnica między roślinami a zwierzętami: rośliny (autotrofy) są w stanie wytwarzać własne pokarmy, takie jak glukoza, podczas gdy zwierzęta (heterotrofy) muszą polegać na innych organizmach, jeśli chodzi o ich związki organiczne lub źródło pożywienia.,
podobnie jak mitochondria, chloroplasty mają błony zewnętrzne i wewnętrzne, ale w przestrzeni zamkniętej przez błonę wewnętrzną chloroplastu znajduje się zestaw połączonych i ułożonych, wypełnionych płynem worków membranowych zwanych tylakoidami (ryc. 3). Każdy stos tylakoidów nazywany jest granum ( liczba mnoga = grana). Ciecz otoczona błoną wewnętrzną i otaczająca Granę nazywana jest stromą.
chloroplasty zawierają zielony pigment zwany chlorofilem, który przechwytuje energię światła słonecznego do fotosyntezy. Podobnie jak komórki roślinne, protisty fotosyntetyczne mają również chloroplasty., Niektóre bakterie również wykonują fotosyntezę, ale nie mają chloroplastów. Ich pigmenty fotosyntetyczne znajdują się w błonie tylakoidowej w samej komórce.
Endosymbioza
wspominaliśmy, że zarówno mitochondria, jak i chloroplasty zawierają DNA i rybosomy. Zastanawiałeś się dlaczego? Mocne dowody wskazują na endosymbiozę jako wyjaśnienie.
symbioza jest związkiem, w którym organizmy z dwóch odrębnych gatunków żyją w ścisłym związku i zazwyczaj wykazują specyficzne przystosowania do siebie., Endosymbioza (endo – = wewnątrz) jest związkiem, w którym jeden organizm żyje wewnątrz drugiego. Relacje endosymbiotyczne obfitują w naturę. Drobnoustroje wytwarzające witaminę K żyją wewnątrz ludzkiego jelita. Związek ten jest korzystny dla nas, ponieważ nie jesteśmy w stanie syntetyzować witaminy K. jest również korzystny dla drobnoustrojów, ponieważ są one chronione przed innymi organizmami i zapewniają stabilne siedlisko i obfite jedzenie przez życie w jelicie grubym.
naukowcy od dawna zauważyli, że bakterie, mitochondria i chloroplasty są podobne pod względem wielkości., Wiemy również, że mitochondria i chloroplasty mają DNA i rybosomy, podobnie jak bakterie. Naukowcy uważają, że komórki gospodarza i bakterie tworzyły wzajemnie korzystny związek endosymbiotyczny, gdy komórki gospodarza spożyły bakterie tlenowe i sinice, ale nie zniszczyły ich. W wyniku ewolucji te spożycie bakterii stało się bardziej wyspecjalizowane w swoich funkcjach, z bakterii tlenowych stają się mitochondria i bakterie fotosyntetyczne stają się chloroplastów.,
spróbuj
wakuola Centralna
wcześniej wspominaliśmy o wakuolach jako podstawowych składnikach komórek roślinnych. Jeśli spojrzysz na rysunek 1b, zobaczysz, że komórki roślinne mają dużą, centralną wakuolę, która zajmuje większość komórki. Wakuola Centralna odgrywa kluczową rolę w regulacji stężenia wody w komórce w zmieniających się warunkach środowiskowych. W komórkach roślinnych ciecz wewnątrz wakuoli środkowej zapewnia ciśnienie turgora, które jest zewnętrznym ciśnieniem spowodowanym przez płyn wewnątrz komórki., Czy kiedykolwiek zauważyłeś, że jeśli zapomnisz podlewać roślinę na kilka dni, więdnie? Dzieje się tak, ponieważ gdy stężenie wody w glebie staje się niższe niż stężenie wody w roślinie, woda przenosi się z centralnych wakuoli i cytoplazmy do gleby. Gdy wakuola Centralna kurczy się, pozostawia ścianę komórkową nieobsadzoną. Utrata podparcia ścian komórkowych rośliny powoduje zwiędnięcie. Kiedy wakuola centralna jest wypełniona wodą, zapewnia niski poziom energii dla komórki roślinnej do rozszerzenia (w przeciwieństwie do wydatkowania energii, aby faktycznie zwiększyć rozmiar)., Dodatkowo płyn ten może odstraszać roślinożerców, ponieważ gorzki smak odpadów, które zawiera, zniechęca do spożycia przez owady i zwierzęta. Wakuola Centralna działa również do przechowywania białek w rozwijających się komórkach nasiennych.
komórki zwierzęce
lizosomy
Rysunek 4. Makrofag ma fagocyt potencjalnie chorobotwórczych bakterii do pęcherzyka, który następnie łączy się z lizosomem w komórce, tak że patogen może zostać zniszczony. Inne organelle są obecne w komórce, ale dla uproszczenia, nie są pokazane.,
w komórkach zwierzęcych lizosomy są „wysypiskiem śmieci” komórki.”Enzymy trawienne w lizosomach wspomagają rozkład białek, polisacharydów, lipidów, kwasów nukleinowych, a nawet zużyte organelle. U eukariotów jednokomórkowych lizosomy są ważne dla trawienia spożywanego pokarmu i recyklingu organelli. Enzymy te są aktywne przy znacznie niższym pH (bardziej kwaśnym) niż te znajdujące się w cytoplazmie., Wiele reakcji, które zachodzą w cytoplazmie nie może wystąpić przy niskim pH, więc zaleta podziału komórki eukariotycznej na organelle jest widoczna.
lizosomy wykorzystują również enzymy hydrolityczne do niszczenia organizmów chorobotwórczych, które mogą dostać się do komórki. Dobrym tego przykładem jest grupa białych krwinek zwanych makrofagami, które są częścią układu odpornościowego organizmu. W procesie znanym jako fagocytoza, część błony plazmatycznej makrofagów inwazja (fałdy) i pochłania patogen., Część inwazyjna, z patogenem w środku, następnie wyrywa się z błony plazmatycznej i staje się pęcherzykiem. Pęcherzyk łączy się z lizosomem. Enzymy hydrolityczne lizosomu niszczą następnie patogen (ryc. 4).
macierz pozakomórkowa komórek zwierzęcych
Rysunek 5. Macierz pozakomórkowa składa się z sieci substancji wydzielanych przez komórki.
większość komórek zwierzęcych uwalnia materiały do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Głównymi składnikami tych materiałów są glikoproteiny i kolagen białkowy., Łącznie materiały te nazywane są macierzą pozakomórkową (ryc. 5). Nie tylko macierz zewnątrzkomórkowa utrzymuje komórki razem tworząc tkankę, ale także pozwala komórkom wewnątrz tkanki komunikować się ze sobą.
krzepnięcie krwi stanowi przykład roli macierzy zewnątrzkomórkowej w komunikacji komórkowej. Gdy komórki wyściełające naczynia krwionośne są uszkodzone, wyświetlają receptor białkowy zwany czynnikiem tkankowym., Gdy czynnik tkankowy wiąże się z innym czynnikiem w macierzy pozakomórkowej, powoduje, że płytki krwi przylegają do ściany uszkodzonego naczynia krwionośnego, stymuluje sąsiadujące komórki mięśni gładkich w naczyniu krwionośnym do skurczu (zwężając w ten sposób naczynie krwionośne)i inicjuje szereg kroków, które stymulują płytki krwi do wytwarzania czynników krzepnięcia.
połączenia międzykomórkowe
komórki mogą również komunikować się ze sobą poprzez bezpośredni kontakt, określany jako połączenia międzykomórkowe. Istnieją pewne różnice w sposobach, w jaki komórki roślinne i zwierzęce to robią., Plazmodesmy (liczba pojedyncza = plazmodesma ) to połączenia między komórkami roślinnymi, podczas gdy kontakty komórek zwierzęcych obejmują połączenia szczelne i szczelinowe oraz desmosomy.
ogólnie rzecz biorąc, długie odcinki błon plazmatycznych sąsiednich komórek roślinnych nie mogą się ze sobą stykać, ponieważ są one oddzielone ścianami komórkowymi otaczającymi każdą komórkę. Plazmodesmy to liczne kanały, które przechodzą między ścianami komórkowymi sąsiednich komórek roślinnych, łącząc ich cytoplazmę i umożliwiając transport cząsteczek sygnałowych i składników odżywczych z komórki do komórki (ryc. 6a).,
szczelne połączenie to wodoszczelne uszczelnienie między dwoma sąsiadującymi komórkami zwierzęcymi (rys. 6b). Białka trzymają komórki ściśle względem siebie. Ta ścisła przyczepność zapobiega wyciekowi materiałów między komórkami. Ciasne połączenia znajdują się zazwyczaj w tkance nabłonkowej, która linie narządów wewnętrznych i ubytków, i komponuje większość skóry. Na przykład ciasne połączenia komórek nabłonkowych wyściełających pęcherz moczowy zapobiegają wyciekaniu moczu do przestrzeni zewnątrzkomórkowej.,
również tylko w komórkach zwierzęcych znajdują się desmosomy, które działają jak spoiny punktowe między sąsiednimi komórkami nabłonkowymi (rysunek 6c). Utrzymują komórki razem w formie arkusza w narządach i tkankach, które się rozciągają, takich jak skóra, serce i mięśnie.
połączenia Szczelinowe w komórkach zwierzęcych są jak plazmodesmy w komórkach roślinnych, ponieważ są kanałami między sąsiednimi komórkami, które umożliwiają transport jonów, składników odżywczych i innych substancji, które umożliwiają komórkom komunikację (rysunek 6d). Strukturalnie jednak, węzły szczelinowe i plazmodesmy różnią się.,
Rysunek 6. Istnieją cztery rodzaje połączeń między komórkami. a) plazmodesma jest kanałem między ścianami komórkowymi dwóch sąsiednich komórek roślinnych. b) szczelne połączenia łączą się z sąsiednimi komórkami zwierzęcymi. (c) Desmosomy łączą ze sobą dwie komórki zwierzęce. d) połączenia Szczelinowe działają jako kanały między komórkami zwierzęcymi. (kredyt b, c, d: zmiana pracy Mariana Ruiz Villareal)
zgłoś się!
popraw tę stronę więcej