Органоиды клетки
Органоиды, или органеллы, — постоянные структуры клетки, выполняющие определённые функции. Чтобы не путать их на экзамене, органоиды классифицируют по наличию мембраны, расположению в клетке, строению и основной функции.
Что называют органоидами
Органоиды клетки — специализированные структуры цитоплазмы или ядра, которые обеспечивают жизнедеятельность клетки: хранение наследственной информации, синтез веществ, получение энергии, транспорт, переваривание и движение.
Перед изучением органоидов важно знать строение цитоплазмы: она включает гиалоплазму, органоиды и клеточные включения. Органоиды обычно являются постоянными структурами, а включения — временными запасами или продуктами обмена, например каплями жира или зёрнами крахмала.
Классификация по строению
Главный признак классификации — наличие мембраны. Одномембранные органоиды окружены одной мембраной, двумембранные — двумя мембранами, а немембранные мембран не имеют.
| Группа | Органоиды | Главные особенности |
|---|---|---|
| Двумембранные | Ядро, митохондрии, пластиды | Наружная и внутренняя мембраны; собственный генетический материал есть у ядра, митохондрий и пластид. |
| Одномембранные | Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли | Одна мембрана; участвуют в синтезе, транспорте, накоплении и переваривании веществ. |
| Немембранные | Рибосомы, клеточный центр, элементы цитоскелета | Мембраны нет; выполняют синтез белка, деление и поддержание формы клетки. |
Если в описании указаны две мембраны и внутренние складки или тилакоиды, речь обычно идёт о митохондрии или пластиде. Если мембраны нет, среди основных вариантов нужно искать рибосому, клеточный центр или элемент цитоскелета.
Органоиды общего и специального назначения
Органоиды общего назначения встречаются у большинства эукариотических клеток: ядро, рибосомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, митохондрии и другие. Органоиды специального назначения характерны для клеток определённого типа и связаны с их функцией. Например, у жгутиковых клеток есть структуры движения, а в мышечных клетках развиты элементы, обеспечивающие сокращение.
В школьной классификации также выделяют органоиды растительной, животной или грибной клетки. Пластиды характерны для растений и водорослей, а клеточная стенка есть у растений, грибов и бактерий, но отсутствует у животных клеток.
Какой набор состоит только из немембранных органоидов?
Органоиды по расположению и функциям
По расположению можно выделить ядерные и цитоплазматические структуры. Ядро находится в цитоплазме, но отделено от неё ядерной оболочкой; оно хранит ДНК и управляет активностью клетки. В цитоплазме расположены рибосомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды, клеточный центр и элементы цитоскелета.
| Основная функция | Органоид или структура | Что нужно запомнить |
|---|---|---|
| Хранение наследственной информации и управление клеткой | Ядро | ДНК, хромосомы, ядрышко; у эукариот ядро окружено оболочкой. |
| Синтез белка | Рибосомы | Немембранные; состоят из большой и малой субъединиц; могут находиться свободно или на шероховатой ЭПС. |
| Синтез и транспорт веществ | Эндоплазматическая сеть | Шероховатая ЭПС связана с синтезом белков, гладкая — с синтезом липидов и обезвреживанием веществ. |
| Сортировка и упаковка веществ | Аппарат Гольджи | Изменяет, сортирует и упаковывает вещества; образует лизосомы и секреторные пузырьки. |
| Внутриклеточное переваривание | Лизосома | Пузырёк с пищеварительными ферментами; одномембранный органоид. |
| Получение энергии | Митохондрия | Клеточное дыхание и синтез АТФ; внутренняя мембрана образует складки — кристы. |
| Фотосинтез | Пластиды | Хлоропласты содержат хлорофилл; внутренняя система мембран образует тилакоиды. |
| Поддержание формы и движение | Цитоскелет | Белковые нити поддерживают форму, обеспечивают транспорт внутри клетки и движение. |
| Участие в делении клетки | Клеточный центр | Организует микротрубочки и формирование веретена деления; типичен для животных клеток. |
Рибосома — место синтеза белка, но не место синтеза РНК. ДНК хранится в ядре, митохондриях и пластидах, а не в рибосомах или аппарате Гольджи.
Связь органоидов в работе клетки
Органоиды не работают изолированно. Например, информация с гена в ядре используется для образования информационной РНК. Рибосома по этой информации синтезирует белок. Если белок предназначен для выделения из клетки или для мембраны, его синтез происходит на рибосомах шероховатой ЭПС. Затем белок транспортируется к аппарату Гольджи, где изменяется, сортируется и упаковывается в пузырьки.
Митохондрии снабжают клетку энергией в форме АТФ. Эта энергия расходуется на синтез веществ, активный транспорт, движение цитоскелета и деление клетки. В растительной клетке хлоропласты создают органические вещества при фотосинтезе, а митохондрии расщепляют их при клеточном дыхании.
Для белка, который должен быть выведен из клетки, последовательность обычно такова: ядро → рибосома на шероховатой ЭПС → транспортный пузырёк → аппарат Гольджи → секреторный пузырёк → плазматическая мембрана.
Разобранный пример
В клетке обнаружены органоид с двумя мембранами и складками внутренней мембраны, органоид с одной мембраной и пищеварительными ферментами, а также немембранная структура, состоящая из двух субъединиц. Назовите органоиды и определите их функции.
Показать решение Решение
- Признак «две мембраны и складки внутренней мембраны» указывает на митохондрию. Её функция — клеточное дыхание и синтез АТФ.
- Признак «одна мембрана и пищеварительные ферменты» указывает на лизосому. Она расщепляет крупные молекулы и участвует во внутриклеточном переваривании.
- Признак «нет мембраны, две субъединицы» указывает на рибосому. Она синтезирует белок.
- Ответ: митохондрия — получение энергии; лизосома — переваривание веществ; рибосома — синтез белка.
Не путайте органоид и функцию. Фотосинтез происходит в хлоропластах, а не во всех пластидах: лейкопласты запасают вещества, хромопласты придают окраску. Не путайте ЭПС и аппарат Гольджи: ЭПС синтезирует и транспортирует вещества, аппарат Гольджи изменяет, сортирует и упаковывает их. Не называйте клеточную стенку органоидом: это наружная структура клетки, а не органоид в узком смысле.
Как решать задания на классификацию
- Найдите ключевой признак: число мембран, форма, наличие складок, ферментов, хлорофилла или субъединиц.
- Определите группу: двумембранный, одномембранный или немембранный органоид.
- Сопоставьте строение с функцией.
- Проверьте клеточный тип: растительная, животная, грибная или прокариотическая клетка.
- Если в условии описана последовательность процессов, восстановите путь вещества от места синтеза до места использования или выделения.
Проверь себя
Главное
- Органоиды делят на двумембранные, одномембранные и немембранные.
- Ядро хранит наследственную информацию; рибосомы синтезируют белок; митохондрии обеспечивают клетку энергией.
- ЭПС участвует в синтезе и транспорте, аппарат Гольджи — в изменении, сортировке и упаковке веществ, лизосомы — во внутриклеточном переваривании.
- Хлоропласты осуществляют фотосинтез, клеточный центр участвует в делении, цитоскелет поддерживает форму и обеспечивает движение.
- При решении задания сначала определяйте строение органоида по ключевым признакам, затем связывайте его с функцией.