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.
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.
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.
Врачи и биологи подчеркивают важность цитоплазмы как ключевого компонента клеток. Цитоплазма представляет собой вязкую субстанцию, заполняющую пространство между клеточной мембраной и ядром, и играет центральную роль в поддержании жизнедеятельности клетки. В ней расположены органеллы, каждая из которых выполняет свои специфические функции. Например, митохондрии отвечают за выработку энергии, а рибосомы — за синтез белков. Кроме того, эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи участвуют в транспортировке и модификации веществ. Врачи отмечают, что нарушения в работе органелл могут приводить к различным заболеваниям, подчеркивая важность изучения цитоплазмы для понимания клеточных процессов и разработки новых методов лечения.
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.
Цитоплазма — это важная часть клетки, представляющая собой вязкую субстанцию, в которой происходят многие жизненно важные процессы. Люди часто отмечают, что именно в цитоплазме расположены ключевые органеллы, такие как митохондрии, рибосомы и эндоплазматическая сеть. Митохондрии, известные как «энергетические станции» клетки, обеспечивают её энергией, производя аденозинтрифосфат (АТФ). Рибосомы, в свою очередь, играют центральную роль в синтезе белков, что критически важно для функционирования клетки. Эндоплазматическая сеть, состоящая из гладкой и шероховатой частей, отвечает за транспорт веществ и синтез липидов. Многие исследователи подчеркивают, что цитоплазма не только поддерживает органеллы, но и участвует в клеточном метаболизме, обеспечивая необходимую среду для химических реакций. Таким образом, цитоплазма является динамичной и многофункциональной частью клетки, играющей ключевую роль в её жизнедеятельности.
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 |
Вопрос-ответ
Какие основные органеллы находятся в цитоплазме и каковы их функции?
В цитоплазме находятся такие ключевые органеллы, как митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи. Митохондрии отвечают за выработку энергии в виде АТФ, рибосомы синтезируют белки, эндоплазматическая сеть участвует в транспортировке веществ и синтезе липидов, а аппарат Гольджи модифицирует, сортирует и упаковывает белки для дальнейшей транспортировки.
Какова роль цитоплазмы в клеточном метаболизме?
Цитоплазма играет ключевую роль в клеточном метаболизме, так как именно в ней происходят многие биохимические реакции, включая гликолиз и синтез белков. Она обеспечивает среду для взаимодействия органелл и транспортировки веществ, необходимых для жизнедеятельности клетки.
Как цитоплазма взаимодействует с другими клеточными структурами?
Цитоплазма служит связующим звеном между клеточной мембраной и ядром, обеспечивая транспорт веществ между ними. Она также позволяет органеллам, таким как митохондрии и рибосомы, эффективно взаимодействовать друг с другом, что способствует выполнению клеточных функций и поддержанию гомеостаза.
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте структуру цитоплазмы с помощью визуальных материалов, таких как схемы и модели. Это поможет лучше понять расположение и функции различных органелл, таких как митохондрии, рибосомы и эндоплазматическая сеть.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на функции каждой органеллы в цитоплазме. Например, изучите, как митохондрии участвуют в производстве энергии, а рибосомы — в синтезе белков. Это поможет вам связать теорию с практическими аспектами клеточной биологии.
СОВЕТ №3
Проводите эксперименты или наблюдения с использованием микроскопа, чтобы увидеть цитоплазму и органеллы в действии. Это даст вам возможность на практике оценить их функции и взаимодействия.
СОВЕТ №4
Не забывайте о важности цитоплазмы в клеточных процессах. Изучите, как она влияет на обмен веществ и транспорт веществ внутри клетки, чтобы получить более полное представление о жизнедеятельности клеток.
