Краткое содержание: Параграф § 13 / Биология 10 класс

Цитоплазма и Протопласт

Жидкое содержимое клетки, или протопласт, включает в себя цитоплазму и ядро. Термин «протоплазма» был предложен Яном Пуркине в XIX веке для обозначения внутреннего живого содержимого клетки. Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки, исключая ядро, состоящее из цитозоля (жидкая часть) и взвешенных в нем органоидов. Процесс выделения ядра в отдельную структуру с внутренним содержимым называется кариоплазмой.

Цитозоль и Циклоз

Цитозоль – это водный раствор различных веществ, занимающий пространство между органоидами. Вода составляет более 90% его объема. Макромолекулы образуют коллоиды, а низкомолекулярные вещества и ионы – истинный раствор. В цитозоле происходят многие реакции промежуточного обмена веществ, включая гликолиз, синтез жирных кислот, аминокислот и некоторые модификации белков. Структуру цитоплазмы образуют фибриллярные белки, составляющие цитоскелет. Цитоплазма живых клеток постоянно движется – это явление называется циклозом, обеспечивая связь между органоидами.

Одномембранные Органоиды

Эукариотическая клетка разделена на отсеки – компартменты – внутриклеточными мембранами. Одномембранные органоиды включают:

• Эндоплазматическая сеть (ЭПС): Сеть многочисленных замкнутых канальцев и цистерн, пронизывающая всю цитоплазму. Обеспечивает транспорт веществ. Гладкая (агранулярная) ЭПС синтезирует липиды и углеводы. Гранулярная (шероховатая) ЭПС имеет рибосомы и синтезирует белки для секреции или построения органоидов.
• Аппарат Гольджи: Состоит из стопок уплощенных мембранных мешков (цистерн) и пузырьков. Он связан с ЭПС. Происходит модификация, концентрация, упаковка и вынос (экзоцитоз) веществ. Развит в секреторных клетках, синтезирующих гормоны, посредники нервных импульсов.
• Лизосомы (от греч. lysis – разложение и soma – тело): Мембранные пузырьки, образуемые аппаратом Гольджи, заполненные гидролитическими ферментами, активными при \( pH \approx 5 \). Первичные лизосомы сливаются с фагоцитозными пузырьками, образуя вторичные лизосомы (пищеварительные вакуоли), где происходит гидролиз. Лизосомы также участвуют в аутофагии (переваривание собственных нефункционирующих частей) и могут вызвать аутолиз (самопереваривание клетки).
• Пероксисомы: Шарообразные тельца, содержащие фермент каталазу, который катализирует расщепление перекиси водорода (\( 2H_2O_2 \)) на воду (\( 2H_2O \)) и кислород (\( O_2 \)). Пероксид водорода является агрессивным продуктом окислительно-восстановительных реакций и должен быть мгновенно разрушен.
• Вакуоли (растительные клетки): Одномембранные мешки, заполненные клеточным соком, в котором накапливаются питательные вещества и конечные продукты обмена. Поддерживают тургорное давление клетки и играют роль в ее растяжении. Содержат гидролитические ферменты, выполняя пищеварительную функцию.

Взаимосвязь Органоидов

Все одномембранные органоиды взаимосвязаны. Белки, ферменты, гормоны и другие вещества синтезируются на ЭПС. В аппарате Гольджи они упаковываются и частично используются для нужд клетки, а также транспортируются наружу. Из аппарата Гольджи формируются лизосомы, которые обеспечивают внутриклеточное переваривание, и пероксисомы, осуществляющие расщепление токсичных продуктов. Вакуоли растительных клеток также являются частью этой системы, выполняя функцию накопления и лизиса.