Katra šūna rodas nāves rezultātā. No kā sastāv cilvēka šūna: struktūra un funkcijas. Šūnu atklāšanas vēsture

5. klase

1. iespēja.

1. daļa.

1. Viņš bija pirmais, kurš atklāja šūnas, izmantojot mikroskopu:

1. Kārlis Linnejs

2.Antonijs Van Lēvenhuks

3.Teodors Švāns

4.Roberts Huks

2. Citoloģijas pētījumu zinātne:

1.dzīvnieku un augu organismu uzbūve

2.dzīvnieku, augu, sēņu un baktēriju šūnu uzbūve

3.cilvēka veselības saglabāšanas nosacījumi

4.kukaiņu pavairošanas un attīstības metodes

3. Visi dzīvie organismi sastāv no:

1.stublāji un lapas

2.saknes un lapas

3.saknes un dzinumi

4.šūnas

4. Vīriešu reproduktīvās šūnas ir:

1.šūnas, kas veido kaulus

2.muskuļu šūnas

3.asins šūnas

4.sperma

5. Dzimumšūnu saplūšana ir:

1.apaugļošana

2.augstums

3.elpošana

4.pārtika

6. Pastāvīga šūnas daļa, kas atrodas citoplazmā un veic noteiktas funkcijas:

1.orgāns

2.organoīds

3.audums

4.orgānu sistēma

7. Katra šūna parādās pēc dalīšanas:

1. starpšūnu viela

2.mātes šūna

3.kaimiņšūnu šūnu sienas

4.organiskās un minerālvielas

2. daļa.

1.

2. Izvēlieties trīs pareizās atbildes. Katra dzīvnieku un augu šūna: 1. elpo

2. ēd

3.ir hloroplasti

4.aug un dalās

5.var piedalīties apaugļošanā

6.veido barības vielas gaismā (atbildē ierakstiet ciparu sēriju):

3. daļa.

1.Kādu funkciju šūnā veic kodols?

2. Kas ir audums? Uzskaitiet augu audu veidus.

Pārbaudes darbs par tēmu: “Šūnu struktūra”. 5. klase

2. iespēja.

1. daļa. No piedāvātajiem atbilžu variantiem izvēlieties tikai vienu pareizo.

1. Pirmais zinātnieks, kurš atklāja šūnas, izmantojot mikroskopu:

1. Čārlzs Darvins

2. Matiass Šleidens

3.Roberts Huks

4.Vladimirs Vernadskis

2. Zinātne, kas pēta šūnu struktūru un funkcijas:

1.ornitoloģija

2.mikoloģija

3.citoloģija

4.entomoloģija

3. Sieviešu reproduktīvās šūnas ir:

1.šūnas, kas veido nervu sistēmu

2.ādas šūnas

3.asins šūnas

4.olšūna

4. Mēslošana ir šāds process:

1.ādas šūnu pavairošana

2.dīgļšūnu saplūšana

3. Baro muskuļu šūnas

4.nervu šūnu elpošana

5. Katra šūna rodas no:

1.mātes šūnas dalīšanās

2.ādas šūnu saplūšana

3.mātes šūnas nāve

4.nervu šūnu saplūšana

6. Pateicoties šūnu dalīšanai un augšanai, ķermenis:

1.elpo

2. dzeršana

3.aug un attīstās

3. izdala kaitīgas vielas

7. Zaļo organoīdu augu šūnās sauc:

1.mitohondrijs

2.kodolu

3.hloroplasts

4.citoplazma

2. daļa.

1. Uzzīmējiet šūnas struktūru, iezīmējiet tajā pazīstamās organellas.

2. Izvēlieties trīs pareizās atbildes. Katrai dzīvnieku un augu šūnai ir trīs galvenās daļas:

1.kodolu

2.citoplazma

3.hloroplasti

4.ārējā membrāna

5.lizosoma

6.mitochondria (atbildē pierakstiet skaitļu sēriju)

3. daļa:

1.Kāda ir šūnu membrānas funkcija?

2. Kas ir audums? Uzskaitiet dzīvnieku audu veidus.

Pozīcijas “Katra šūna ir šūna” formulējums ( Omnis šūnu e šūnu) ir saistīts ar slavenā zinātnieka R. Virhova vārdu. T. Švāns savos vispārinājumos uzsvēra šūnu attīstības principa līdzību gan dzīvniekiem, gan augiem. Šī ideja balstījās uz Šleidena secinājumiem, ka šūnas var veidoties no jauna no granulētas masas šūnu iekšienē (citoblastēmas teorija). R. Virčovs kā spontānas dzīvības ģenerēšanas idejas pretinieks uzstāja uz “šūnu secīgu vairošanos”. Mūsdienās R. Virhova formulēto aforistisko definīciju var uzskatīt par bioloģisku likumu. Prokariotu un eikariotu šūnu pavairošana notiek tikai sākotnējās šūnas dalīšanās rezultātā, pirms tam tiek reproducēts tās ģenētiskais materiāls (DNS reduplicēšana).

Eikariotu šūnās vienīgā pilnīgā dalīšanās metode ir mitoze (jeb mejoze dzimumšūnu veidošanā). Šajā gadījumā tiek izveidots īpašs šūnu dalīšanas aparāts - šūnu vārpstiņa, ar kuras palīdzību hromosomas, kuru skaits iepriekš bija dubultojies, tiek vienmērīgi un precīzi sadalītas starp divām meitas šūnām. Šāda veida dalīšanās tiek novērota visās eikariotu šūnās, gan augu, gan dzīvnieku.

Prokariotu šūnas, kas dalās tā sauktajā binārajā veidā, izmanto arī īpašu šūnu dalīšanas aparātu, kas būtiski atgādina eikariotu mitotisko dalīšanās veidu (skatīt zemāk).

Mūsdienu zinātne noraida citus šūnu veidošanās veidus un to skaita palielināšanos. Savulaik parādījušies šūnu veidošanās no “nešūnu dzīvās vielas” apraksti labākajā gadījumā izrādījās metodoloģisku nepilnību vai pat kļūdu rezultāts, sliktākajā – zinātniskas negodīguma auglis.

Savulaik tika uzskatīts, ka šūnas var vairoties tiešās dalīšanās ceļā, izmantojot t.s amitoze. Tomēr tieša šūnas kodola un pēc tam citoplazmas atdalīšanās tiek novērota tikai dažiem ciliātiem. Šajā gadījumā amitotiski sadalās tikai makrokodoli, savukārt ģeneratīvie mikrokodoli sadalās tikai ar mitozi, kam seko šūnu dalīšanās - citotomija. Bieži vien divkodolu vai daudzkodolu šūnu parādīšanos uzskatīja arī par amitotiskās kodola dalīšanās rezultātu. Tomēr daudzkodolu šūnu parādīšanās ir vai nu vairāku šūnu saplūšanas rezultāts savā starpā (milzu daudzkodolu šūnu iekaisuma ķermeņi, osteoklasti utt.), Vai arī paša citotomijas procesa pārkāpuma rezultāts (skatīt zemāk).

5. Šūnas un daudzšūnu organisms

Atsevišķu šūnu loma daudzšūnu organismā ir bijusi vairākkārt apspriesta un kritizēta, un tā ir piedzīvojusi vislielākās izmaiņas. T. Švāns ķermeņa daudzšķautņaino darbību iztēlojās kā atsevišķu šūnu dzīvībai svarīgās aktivitātes summu. Šo ideju savulaik pieņēma un paplašināja R. Virčovs un nosauca par “šūnu stāvokļa” teoriju. Virčovs rakstīja: “... katrs jebkura nozīmīga apjoma ķermenis pārstāv sociālai līdzīgai struktūrai, kur daudzas individuālās eksistences ir viena no otras atkarīgas, taču tā, ka katrai no tām ir sava darbība, un ja stimuls uz Tā saņem šo darbību no citām daļām, bet tas pats dara savu darbu” (Virchow, 1859).

Patiešām, neatkarīgi no visa organisma darbības aspekta, vai tā būtu reakcija uz kairinājumu vai kustību, imūnreakcijas, izdalīšanās un daudz kas cits, katru no tām veic specializētas šūnas. Šūna ir funkcionēšanas vienība daudzšūnu organismā. Bet šūnas ir apvienotas funkcionālās sistēmās, audos un orgānos, kas ir savstarpējā saziņā savā starpā. Tāpēc sarežģītos organismos nav jēgas meklēt galvenos orgānus vai galvenās šūnas. Daudzšūnu organismi ir sarežģīti šūnu ansambļi, kas apvienoti holistiskās integrētās audu un orgānu sistēmās, kas ir pakārtoti un savienoti ar starpšūnu, humorālo un neironu regulēšanas formām. Tāpēc mēs runājam par organismu kopumā. Daudzšūnu viena organisma daļu specializācija, funkciju sadalīšana dod tam lielas adaptācijas iespējas atsevišķu īpatņu pavairošanai, sugas saglabāšanai.

Galu galā mēs varam teikt, ka daudzšūnu organisma šūna ir funkcionēšanas un attīstības vienība. Turklāt visu organisma normālo un patoloģisko reakciju pamats ir šūna. Patiešām, visas daudzās ķermeņa īpašības un funkcijas veic šūnas. Kad organismā nonāk svešas olbaltumvielas, piemēram, baktēriju, attīstās imunoloģiska reakcija. Tajā pašā laikā asinīs parādās antivielu proteīni, kas saistās ar svešām olbaltumvielām un tos inaktivē. Šīs antivielas ir noteiktu šūnu, plazmocītu, sintētiskās aktivitātes produkti. Bet, lai plazmas šūnas sāktu ražot specifiskas antivielas, ir nepieciešams vairāku specializētu limfocītu šūnu un makrofāgu darbs un mijiedarbība. Vēl viens piemērs, vienkāršākais reflekss, ir siekalošanās, reaģējot uz ēdiena pasniegšanu. Šeit izpaužas ļoti sarežģīta šūnu funkciju ķēde: vizuālie analizatori (šūnas) pārraida signālu uz smadzeņu garozu, kur tiek aktivizētas vairākas šūnas, pārraidot signālus uz neironiem, kas sūta signālus dažādām siekalu dziedzera šūnām, kur daži ražo olbaltumvielu sekrēciju, citi izdala gļotādu sekrēciju, trešais, muskuļots, saraujas, izspiež sekrēciju kanālos un pēc tam mutes dobumā. Šādas atsevišķu šūnu grupu secīgu funkcionālo aktu ķēdes var izsekot daudzos ķermeņa funkcionālo funkciju piemēros.

Jauna organisma dzīve sākas ar zigotu - šūnu, kas rodas sievietes reproduktīvās šūnas (olšūna) saplūšanas rezultātā ar spermu. Kad zigota dalās, rodas šūnu pēcnācēji, kas arī dalās, palielinās skaits un iegūst jaunas īpašības, specializējas un diferencējas. Organisma augšana, tā masas palielināšanās ir šūnu vairošanās rezultāts un dažādu produktu (piemēram, kaulu vai skrimšļa vielu) ražošanas rezultāts.

Un visbeidzot, tieši šūnu bojājumi vai to īpašību izmaiņas ir pamats visu bez izņēmuma slimību attīstībai. Šo nostāju pirmo reizi formulēja R. Virčovs (1858) savā slavenajā grāmatā “Cellular Pathology”. Klasisks slimības attīstības šūnu kondicionēšanas piemērs ir cukura diabēts, plaši izplatīta mūsu laika slimība. Tās cēlonis ir tikai vienas šūnu grupas, tā saukto aizkuņģa dziedzera Langerhansa saliņu B šūnu, nepietiekama funkcionēšana. Šīs šūnas ražo hormonu insulīnu, kas ir iesaistīts cukura metabolisma regulēšanā organismā.

Visi šie piemēri parāda, cik svarīgi ir pētīt šūnu struktūru, īpašības un funkcijas visdažādākajās bioloģiskajās disciplīnās un medicīnā.

Lielākā daļa uz Zemes dzīvojošo organismu sastāv no šūnām, kuru ķīmiskais sastāvs, struktūra un dzīvībai svarīgas funkcijas ir ļoti līdzīgas. Metabolisms un enerģijas pārveide notiek katrā šūnā. Šūnu dalīšanās ir organismu augšanas un vairošanās procesu pamatā. Tādējādi šūna ir organismu struktūras, attīstības un vairošanās vienība.

Šūna var pastāvēt tikai kā vienota sistēma, kas nav sadalāma daļās. Šūnu integritāti nodrošina bioloģiskās membrānas. Šūna ir augstāka ranga sistēmas elements – organisms. Šūnu daļas un organellas, kas sastāv no sarežģītām molekulām, ir zemākas pakāpes integrālas sistēmas.

Šūna ir atvērta sistēma, kas savienota ar vidi vielu un enerģijas apmaiņas ceļā. Tā ir funkcionāla sistēma, kurā katra molekula veic noteiktas funkcijas. Šūnai piemīt stabilitāte, spēja pašregulēties un pašvairot.

Šūna ir pašpārvaldes sistēma. Šūnas kontroles ģenētisko sistēmu pārstāv sarežģītas makromolekulas - nukleīnskābes (DNS un RNS).

1838.-1839.gadā Vācu biologi M. Šleidens un T. Švāns apkopoja zināšanas par šūnu un formulēja šūnu teorijas galveno nostāju, kuras būtība ir tāda, ka visi organismi, gan augu, gan dzīvnieku, sastāv no šūnām.

1859. gadā R. Virčovs aprakstīja šūnu dalīšanās procesu un formulēja vienu no svarīgākajiem šūnu teorijas noteikumiem: "Katra šūna nāk no citas šūnas." Jaunas šūnas veidojas mātes šūnas dalīšanās rezultātā, nevis no ne-šūnu vielas, kā tika uzskatīts iepriekš.

Krievu zinātnieka K. Bēra 1826. gadā atklājot zīdītāju olas, tika secināts, ka šūna ir daudzšūnu organismu attīstības pamatā.

Mūsdienu šūnu teorija ietver šādus noteikumus:

1) šūna - visu organismu struktūras un attīstības vienība;

2) organismu šūnas no dažādām dzīvās dabas valstībām ir līdzīgas pēc uzbūves, ķīmiskā sastāva, vielmaiņas un dzīvības darbības pamata izpausmēm;

3) mātes šūnas dalīšanās rezultātā veidojas jaunas šūnas;

4) daudzšūnu organismā šūnas veido audus;

5) orgānus veido audi.

Līdz ar modernu bioloģisko, fizikālo un ķīmisko pētījumu metožu ieviešanu bioloģijā ir radusies iespēja pētīt dažādu šūnas komponentu uzbūvi un darbību. Viena no šūnu izpētes metodēm ir mikroskopija. Mūsdienu gaismas mikroskops palielina objektus 3000 reižu un ļauj redzēt lielākās šūnu organellas, novērot citoplazmas kustību un šūnu dalīšanos.

Izgudrots 40. gados. XX gadsimts Elektronu mikroskops sniedz palielinājumu desmitiem un simtiem tūkstošu reižu. Elektronu mikroskopā gaismas vietā tiek izmantota elektronu plūsma, bet lēcu vietā — elektromagnētiskie lauki. Tāpēc elektronu mikroskops rada skaidrus attēlus ar daudz lielāku palielinājumu. Izmantojot šādu mikroskopu, bija iespējams izpētīt šūnu organellu uzbūvi.

Izmantojot metodi, tiek pētīta šūnu organellu struktūra un sastāvs centrifugēšana. Sasmalcinātus audus ar iznīcinātām šūnu membrānām ievieto mēģenēs un pagriež centrifūgā lielā ātrumā. Metode ir balstīta uz faktu, ka dažādiem šūnu organoīdiem ir atšķirīga masa un blīvums. Blīvākas organellas tiek nogulsnētas mēģenē ar zemu centrifugēšanas ātrumu, mazāk blīvas - ar lielu ātrumu. Šie slāņi tiek pētīti atsevišķi.

Plaši lietots šūnu un audu kultūras metode, kas sastāv no tā, ka no vienas vai vairākām šūnām uz speciālas barotnes var iegūt viena veida dzīvnieku vai augu šūnu grupu un izaudzēt pat veselu augu. Izmantojot šo metodi, var iegūt atbildi uz jautājumu, kā no vienas šūnas veidojas dažādi ķermeņa audi un orgāni.

Šūnu teorijas pamatprincipus pirmie formulēja M. Šleidens un T. Švāns. Šūna ir visu dzīvo organismu struktūras, dzīvībai svarīgās aktivitātes, vairošanās un attīstības vienība. Šūnu pētīšanai izmanto mikroskopijas metodes, centrifugēšanu, šūnu un audu kultūru u.c.

Sēņu, augu un dzīvnieku šūnām ir daudz kopīga ne tikai ķīmiskajā sastāvā, bet arī struktūrā. Pārbaudot šūnu mikroskopā, tajā ir redzamas dažādas struktūras - organoīdi. Katra organelle veic noteiktas funkcijas. Šūnā ir trīs galvenās daļas: plazmas membrāna, kodols un citoplazma (1. attēls).

Plazmas membrāna atdala šūnu un tās saturu no apkārtējās vides. 2. attēlā redzams: membrānu veido divi lipīdu slāņi, un olbaltumvielu molekulas iekļūst membrānas biezumā.

Plazmas membrānas galvenā funkcija transports. Tas nodrošina barības vielu ieplūšanu šūnā un vielmaiņas produktu izvadīšanu no tās.

Svarīga membrānas īpašība ir selektīva caurlaidība, vai daļēji caurlaidība, ļauj šūnai mijiedarboties ar vidi: tajā iekļūst un no tās tiek izņemtas tikai noteiktas vielas. Mazas ūdens molekulas un dažas citas vielas iekļūst šūnā difūzijas ceļā, daļēji caur membrānas porām.

Cukuri, organiskās skābes un sāļi tiek izšķīdināti citoplazmā, augu šūnas vakuolu šūnu sulā. Turklāt to koncentrācija šūnā ir daudz augstāka nekā vidē. Jo augstāka ir šo vielu koncentrācija šūnā, jo vairāk ūdens tā uzņem. Ir zināms, ka šūna pastāvīgi patērē ūdeni, kā rezultātā palielinās šūnu sulas koncentrācija un ūdens atkal nonāk šūnā.

Lielāku molekulu (glikozes, aminoskābju) iekļūšanu šūnā nodrošina membrānas transporta proteīni, kas, savienojoties ar transportējamo vielu molekulām, transportē tās pa membrānu. Šajā procesā tiek iesaistīti fermenti, kas noārda ATP.

1. attēls. Eikariotu šūnas uzbūves vispārināta diagramma.
(lai palielinātu attēlu, noklikšķiniet uz attēla)

2. attēls. Plazmas membrānas struktūra.
1 - caurduroši proteīni, 2 - iegremdēti proteīni, 3 - ārējie proteīni

3. attēls. Pinocitozes un fagocitozes diagramma.

Pat lielākas olbaltumvielu un polisaharīdu molekulas iekļūst šūnā ar fagocitozi (no grieķu val. fagos- aprīt un kitos- trauks, šūna) un šķidruma pilieni - ar pinocitozi (no grieķu valodas. pinot- Es dzeru un kitos) (3. attēls).

Dzīvnieku šūnas, atšķirībā no augu šūnām, ieskauj mīksts un elastīgs “mētelis”, ko veido galvenokārt polisaharīdu molekulas, kas, savienojoties ar dažiem membrānas proteīniem un lipīdiem, apņem šūnu no ārpuses. Polisaharīdu sastāvs ir raksturīgs dažādiem audiem, kuru dēļ šūnas “atpazīst” viena otru un savienojas viena ar otru.

Augu šūnām nav šāda “apvalka”. Virs tiem ir plazmas membrāna ar porām. šūnu membrānu, kas galvenokārt sastāv no celulozes. Caur porām citoplazmas pavedieni stiepjas no šūnas uz šūnu, savienojot šūnas viena ar otru. Tādā veidā tiek panākta saziņa starp šūnām un tiek panākta ķermeņa integritāte.

Šūnu membrāna augos spēlē spēcīga skeleta lomu un aizsargā šūnu no bojājumiem.

Lielākajai daļai baktēriju un visām sēnēm ir šūnu membrāna, atšķiras tikai tās ķīmiskais sastāvs. Sēnēs tas sastāv no hitīnam līdzīgas vielas.

Sēņu, augu un dzīvnieku šūnām ir līdzīga struktūra. Šūnai ir trīs galvenās daļas: kodols, citoplazma un plazmas membrāna. Plazmas membrāna sastāv no lipīdiem un olbaltumvielām. Tas nodrošina vielu iekļūšanu šūnā un to izdalīšanos no šūnas. Augu, sēnīšu un vairumā baktēriju šūnās virs plazmas membrānas atrodas šūnu membrāna. Tas veic aizsargfunkciju un spēlē skeleta lomu. Augos šūnu siena sastāv no celulozes, bet sēnēs - no hitīnam līdzīgas vielas. Dzīvnieku šūnas ir pārklātas ar polisaharīdiem, kas nodrošina kontaktus starp viena un tā paša audu šūnām.

Vai jūs zināt, ka galvenā šūnas daļa ir citoplazma. Tas sastāv no ūdens, aminoskābēm, olbaltumvielām, ogļhidrātiem, ATP un neorganisko vielu joniem. Citoplazma satur šūnas kodolu un organellus. Tajā vielas pārvietojas no vienas šūnas daļas uz otru. Citoplazma nodrošina visu organellu mijiedarbību. Šeit notiek ķīmiskās reakcijas.

Visa citoplazma ir caurstrāvota ar plānām olbaltumvielu mikrotubulām, kas veidojas šūnu citoskelets, pateicoties kam tas saglabā nemainīgu formu. Šūnu citoskelets ir elastīgs, jo mikrotubulas spēj mainīt savu stāvokli, pārvietoties no viena gala un saīsināt no otra. Šūnā nonāk dažādas vielas. Kas ar viņiem notiek būrī?

Lizosomās - mazās apaļās membrānas pūslīšos (skat. 1. att.) komplekso organisko vielu molekulas ar hidrolītisko enzīmu palīdzību tiek sadalītas vienkāršākās molekulās. Piemēram, olbaltumvielas sadalās aminoskābēs, polisaharīdi – monosaharīdos, tauki – glicirīnā un taukskābēs. Šai funkcijai lizosomas bieži sauc par šūnas “gremošanas stacijām”.

Ja lizosomu membrāna tiek iznīcināta, tajās esošie fermenti var sagremot pašu šūnu. Tāpēc lizosomas dažreiz sauc par "šūnu nogalināšanas ieročiem".

Mazo aminoskābju, monosaharīdu, taukskābju un spirtu molekulu, kas veidojas lizosomās, fermentatīvā oksidēšanās līdz oglekļa dioksīdam un ūdenim sākas citoplazmā un beidzas citos organellos. mitohondriji. Mitohondriji ir stieņveida, pavedienveidīgi vai sfēriski organoīdi, kurus no citoplazmas norobežo divas membrānas (4. att.). Ārējā membrāna ir gluda, un iekšējā veido krokas - kristas, kas palielina tā virsmu. Iekšējā membrāna satur fermentus, kas piedalās organisko vielu oksidēšanā līdz oglekļa dioksīdam un ūdenim. Tas atbrīvo enerģiju, ko šūna uzglabā ATP molekulās. Tāpēc mitohondrijus sauc par šūnas “elektrostacijām”.

Šūnā organiskās vielas ne tikai oksidējas, bet arī sintezējas. Lipīdu un ogļhidrātu sintēze tiek veikta uz endoplazmatiskā tīkla – EPS (5. att.), bet proteīnu – uz ribosomām. Kas ir EPS? Šī ir cauruļu un cisternu sistēma, kuras sienas veido membrāna. Tie caurstrāvo visu citoplazmu. Vielas pārvietojas pa ER kanāliem uz dažādām šūnas daļām.

Ir gluda un raupja EPS. Uz gludās ER virsmas, piedaloties fermentiem, tiek sintezēti ogļhidrāti un lipīdi. ER nelīdzenumu piešķir mazie apaļie ķermeņi, kas atrodas uz tā - ribosomas(sk. 1. att.), kas ir iesaistīti proteīnu sintēzē.

Organisko vielu sintēze notiek arī plastidi, kas atrodami tikai augu šūnās.

Rīsi. 4. Mitohondriju uzbūves shēma.
1.- ārējā membrāna; 2.- iekšējā membrāna; 3.- iekšējās membrānas krokas - cristae.

Rīsi. 5. Aptuvenās EPS struktūras shēma.

Rīsi. 6. Hloroplasta struktūras diagramma.
1.- ārējā membrāna; 2.- iekšējā membrāna; 3.- hloroplasta iekšējais saturs; 4.- iekšējās membrānas krokas, kas savāktas “kaudzēs” un veido grana.

Bezkrāsainos plastidos - leikoplasti(no grieķu val leikozes- balts un plastos- radīts) ciete uzkrājas. Kartupeļu bumbuļi ir ļoti bagāti ar leikoplastiem. Dzeltenas, oranžas un sarkanas krāsas piešķir augļiem un ziediem. hromoplasti(no grieķu val hroms- krāsa un plastos). Viņi sintezē pigmentus, kas iesaistīti fotosintēzē - karotinoīdi. Augu dzīvē tas ir īpaši svarīgi hloroplasti(no grieķu val hlors- zaļgani un plastos) - zaļie plastidi. 6. attēlā redzams, ka hloroplasti ir pārklāti ar divām membrānām: ārējo un iekšējo. Iekšējā membrāna veido krokas; starp krokām ir burbuļi, kas sakārtoti kaudzēs - graudi. Granas satur hlorofila molekulas, kas ir iesaistītas fotosintēzē. Katrā hloroplastā ir aptuveni 50 graudi, kas sakārtoti šaha galdiņa veidā. Šis izkārtojums nodrošina maksimālu katras sejas apgaismojumu.

Citoplazmā olbaltumvielas, lipīdi un ogļhidrāti var uzkrāties graudu, kristālu un pilienu veidā. Šie iekļaušana- rezerves barības vielas, kuras šūna patērē pēc vajadzības.

Augu šūnās daļa no rezerves barības vielām, kā arī sadalīšanās produkti uzkrājas vakuolu šūnu sulās (sk. 1. att.). Tie var veidot līdz pat 90% no augu šūnas tilpuma. Dzīvnieku šūnās ir pagaidu vakuoli, kas aizņem ne vairāk kā 5% no to tilpuma.

Rīsi. 7. Golgi kompleksa uzbūves shēma.

7. attēlā redzama dobumu sistēma, ko ieskauj membrāna. Šis Golgi komplekss, kas šūnā pilda dažādas funkcijas: piedalās vielu uzkrāšanā un transportēšanā, to izvadīšanā no šūnas, lizosomu un šūnas membrānas veidošanā. Piemēram, Golgi kompleksa dobumā nonāk celulozes molekulas, kuras, izmantojot pūslīšus, pārvietojas uz šūnas virsmu un tiek iekļautas šūnas membrānā.

Lielākā daļa šūnu vairojas dalīšanās ceļā. Piedaloties šajā procesā šūnu centrs. Tas sastāv no diviem centrioliem, ko ieskauj blīva citoplazma (sk. 1. att.). Dalīšanās sākumā centrioli virzās uz šūnas poliem. No tiem izplūst olbaltumvielu pavedieni, kas savienojas ar hromosomām un nodrošina to vienmērīgu sadalījumu starp abām meitas šūnām.

Visas šūnu organellas ir cieši savstarpēji saistītas. Piemēram, proteīnu molekulas tiek sintezētas ribosomās, tās pa ER kanāliem tiek transportētas uz dažādām šūnas daļām, un olbaltumvielas tiek iznīcinātas lizosomās. Tikko sintezētas molekulas tiek izmantotas, lai veidotu šūnu struktūras vai uzkrājas citoplazmā un vakuolās kā rezerves barības vielas.

Šūna ir piepildīta ar citoplazmu. Citoplazmā atrodas kodols un dažādas organellas: lizosomas, mitohondriji, plastidi, vakuoli, ER, šūnu centrs, Golgi komplekss. Tie atšķiras pēc struktūras un funkcijām. Visas citoplazmas organellas mijiedarbojas savā starpā, nodrošinot normālu šūnas darbību.

1. tabula. ŠŪNU STRUKTŪRA

Vissvarīgākā loma sēņu, augu un dzīvnieku šūnu dzīvē un dalīšanā ir kodolam un tajā esošajām hromosomām. Lielākajai daļai šo organismu šūnu ir viens kodols, taču ir arī daudzkodolu šūnas, piemēram, muskuļu šūnas. Kodols atrodas citoplazmā, un tam ir apaļa vai ovāla forma. Tas ir pārklāts ar apvalku, kas sastāv no divām membrānām. Kodola apvalkā ir poras, caur kurām notiek vielu apmaiņa starp kodolu un citoplazmu. Kodols ir piepildīts ar kodolsulu, kurā atrodas nukleoli un hromosomas.

Nucleoli- tās ir ribosomu “ražošanas darbnīcas”, kuras veidojas no kodolā ražotās ribosomu RNS un citoplazmā sintezētajiem proteīniem.

Kodola galvenā funkcija - iedzimtas informācijas uzglabāšana un pārraide - ir saistīta ar hromosomas. Katram organisma veidam ir savs hromosomu komplekts: noteikts skaits, forma un izmērs.

Tiek sauktas visas ķermeņa šūnas, izņemot dzimumšūnas somatisks(no grieķu val soma- ķermenis). Vienas un tās pašas sugas organisma šūnas satur vienu un to pašu hromosomu komplektu. Piemēram, cilvēkiem katrā ķermeņa šūnā ir 46 hromosomas, augļu mušai Drosophila - 8 hromosomas.

Somatiskajām šūnām, kā likums, ir dubults hromosomu komplekts. Tas tiek saukts diploīds un tiek apzīmēts ar 2 n. Tātad cilvēkam ir 23 hromosomu pāri, tas ir, 2 n= 46. Dzimuma šūnas satur uz pusi mazāk hromosomu. Vai tas ir viens, vai haploīds, komplekts. Personai ir 1 n = 23.

Visas somatisko šūnu hromosomas, atšķirībā no hromosomām dzimumšūnās, ir savienotas pārī. Hromosomas, kas veido vienu pāri, ir identiskas viena otrai. Sapārotas hromosomas sauc homologs. Tiek sauktas hromosomas, kas pieder dažādiem pāriem un atšķiras pēc formas un izmēra nehomologs(8. att.).

Dažām sugām hromosomu skaits var būt vienāds. Piemēram, sarkanajam āboliņam un zirņiem ir 2 n= 14. Tomēr to hromosomas atšķiras pēc formas, lieluma un DNS molekulu nukleotīdu sastāva.

Rīsi. 8. Hromosomu kopums Drosophila šūnās.

Rīsi. 9. Hromosomu uzbūve.

Lai izprastu hromosomu lomu iedzimtības informācijas pārraidē, ir jāiepazīstas ar to uzbūvi un ķīmisko sastāvu.

Nedalošas šūnas hromosomas izskatās kā gari plāni pavedieni. Pirms šūnu dalīšanās katra hromosoma sastāv no diviem identiskiem pavedieniem - hromatīds, kas ir savienoti starp jostasvietām - (9. att.).

Hromosomas sastāv no DNS un olbaltumvielām. Tā kā DNS nukleotīdu sastāvs dažādās sugās atšķiras, hromosomu sastāvs katrai sugai ir unikāls.

Katrā šūnā, izņemot baktēriju šūnas, ir kodols, kurā atrodas nukleoli un hromosomas. Katrai sugai ir raksturīgs noteikts hromosomu kopums: skaits, forma un izmērs. Lielākajā daļā organismu somatiskajās šūnās hromosomu kopums ir diploīds, dzimumšūnās – haploīds. Pārī savienotās hromosomas sauc par homologām. Hromosomas sastāv no DNS un olbaltumvielām. DNS molekulas nodrošina iedzimtas informācijas uzglabāšanu un pārnešanu no šūnas uz šūnu un no organisma uz organismu.

Izstrādājot šīs tēmas, jums vajadzētu būt iespējai:

1. Paskaidrojiet, kādos gadījumos jāizmanto gaismas mikroskops (struktūra) vai transmisijas elektronu mikroskops.
2. Aprakstiet šūnas membrānas uzbūvi un izskaidrojiet attiecības starp membrānas uzbūvi un tās spēju apmainīties ar vielām starp šūnu un tās vidi.
3. Definējiet procesus: difūzija, atvieglotā difūzija, aktīvais transports, endocitoze, eksocitoze un osmoze. Norādiet atšķirības starp šiem procesiem.
4. Nosauciet struktūru funkcijas un norādiet, kurās šūnās (augu, dzīvnieku vai prokariotu) tās atrodas: kodols, kodola membrāna, nukleoplazma, hromosomas, plazmas membrāna, ribosoma, mitohondrijs, šūnu siena, hloroplasts, vakuola, lizosoma, gluds endoplazmatiskais tīkls (agranulāri) un raupji (granulēti), šūnu centrs, Golgi aparāts, ciliums, flagellum, mezosoma, pili vai fimbrija.
5. Nosauciet vismaz trīs pazīmes, pēc kurām augu šūnu var atšķirt no dzīvnieka šūnas.
6. Uzskaitiet svarīgākās atšķirības starp prokariotu un eikariotu šūnām.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Mjagkova A.N. "Vispārīgā bioloģija". Maskava, "Apgaismība", 2000

• 1. tēma. "Plazmas membrāna." §1, §8, 5. lpp.;20
• 2. tēma. "Būris". §8-10 20.-30.lpp
• 3. tēma. "Prokariotu šūna. Vīrusi." §11 31.-34.lpp

Katru mūsu ķermeņa daļu kontrolē niecīga, tomēr sarežģīta dzīve. Jebkura cilvēka orgāna dziļumu izpēte ar mikroskopu mūs iepazīstina ar pārsteidzošu radīšanas brīnumu: miljoniem sīku dzīvībai svarīgu vielu, kas veido orgānu, ir iesaistītas intensīvā darbībā. Šīs mazās radības ir šūnas, dzīvības pamatelementi.

Ne tikai cilvēki, bet arī visas pārējās radības, kas dzīvo uz Zemes, sastāv no šiem mikroskopiskajiem dzīviem organismiem. Cilvēka organismā par 100 triljoni šūnu. Dažas no šīm šūnām ir tik mazas, ka viena miljona kolekcija ir tik tikko kā tapas smailā gala izmērs.

Šūnas vairojas daloties. Pat ja cilvēka ķermenis embrija stadijā sastāv no vienas šūnas, šī šūna dalās un vairojas ar ātrumu 2-4-8-16-32...

Tomēr, neskatoties uz to, šūna ir vissarežģītākā struktūra, ar kādu cilvēce jebkad ir saskārusies, ko apstiprina arī zinātnieku aprindas. Ieskaitot daudzus joprojām neatrisinātus noslēpumus, dzīvas būtnes šūna arī rada izaicinājumu evolūcijas teorijai. Tas ir tāpēc, ka šūna ir viens no visspilgtākajiem pierādījumiem, ka cilvēki un visas citas dzīvās būtnes nav nejaušības rezultāts, bet gan Dieva radītas.

Lai izdzīvotu, visām šūnas būtiskajām sastāvdaļām, no kurām katrai ir svarīga funkcija, ir jābūt neskartām. Ja šūna rastos evolūcijas procesā, tad miljoniem tās sastāvdaļu būtu jāpastāv kopā vienā un tajā pašā vietā un jāapvienojas noteiktā secībā, saskaņā ar noteiktu modeli. Tā kā tas ir absolūti neiespējami, šādas struktūras rašanos nevar izskaidrot ar neko citu kā ar radīšanas faktu. Viens no izcilajiem evolucionistiem Aleksandrs Oparins runāja par bezcerīgo situāciju, kurā nokļuva evolūcijas teorija:

« Diemžēl šūnas izcelsme joprojām ir noslēpums, kas rada visgrūtāko problēmu visai evolūcijas teorijai " (Aleksandrs Oparins, Dzīves izcelsme, 1936.) Ņujorka: Doveras publikācijas, 1953 (atkārtota izdruka), 196. lpp.)

Angļu matemātiķis un astronoms sers Freds Hoils veica līdzīgu salīdzinājumu vienā no savām intervijām, kas publicētas žurnālā Nature Magazine 1981. gada 12. novembrī. Būdams evolūcijas piekritējs, Hoils norādīja, ka iespējamība, ka šādā veidā varētu rasties augstākas dzīvības formas, ir salīdzināma ar iespējamību, ka viesuļvētra šķērsos atkritumu krātuvi un saliks Boeing 747 daļas. Tas nozīmē, ka šūna nevarēja rasties iespēja, un tāpēc tā noteikti bija jārada.

Tomēr, neskatoties uz to, evolucionisti joprojām apgalvo, ka dzīve sākās nejauši uz primitīvās zemes, kas bija visnekontrolētākā vide. Šis apgalvojums pilnībā neatbilst zinātniskiem faktiem. Turklāt vienkāršākais iespējamības aprēķins, ko atbalsta matemātiski termini, pierāda, ka no miljona šūnā esošā proteīna nevarēja rasties nejauši, nemaz nerunājot par vienu ķermeņa šūnu. Lai iegūtu nelielu priekšstatu par iespaidīgo šūnas struktūru, pietiks, lai izpētītu šo šūnu organellu membrānas membrānas struktūru un funkcijas.

Šūnas membrāna ir šūnas membrāna, bet tās funkcijas neaprobežojas ar to. Membrāna regulē gan komunikāciju, gan saziņu ar blakus esošajām šūnām, kā arī gudri koordinē un kontrolē šūnas ieejas un izejas.

Šūnu membrāna ir tik plāna ( viena simtā tūkstošdaļa milimetra), ka to var uzskatīt tikai. Membrāna izskatās kā divpusēja bezgalīga siena. Šajā sienā ir durvis, kas ir ieeja un izeja no šūnas, kā arī receptori, kas ļauj membrānai atpazīt ārpusšūnu vidi. Šīs durvis un receptori ir izgatavoti no olbaltumvielu molekulām. Tie atrodas uz šūnas sienas un rūpīgi kontrolē visas kameras ieejas un izejas. Kādas ir šīs trauslās struktūras priekšrocības, kas sastāv no neapzinātām molekulām – taukiem un olbaltumvielām? Tas ir, kādas membrānas īpašības liek mums to saukt par “apzinātu” un “gudru”?

Šūnu membrānas galvenais uzdevums ir aizsargāt šūnu organellus no bojājumiem. Tomēr tā funkcijas ir daudz sarežģītākas nekā vienkārša aizsardzība. Tas piegādā vielas, kas nepieciešamas, lai saglabātu šūnas integritāti un tās funkcijas ārpusšūnu vidē. Ārpus šūnas ir neskaitāmas ķīmiskas vielas. Šūnas membrāna vispirms atpazīst šūnai nepieciešamās vielas un pēc tam ļauj tām iekļūt šūnā. Tas darbojas ļoti taupīgi un nekad neļauj liekām vielām iziet cauri. Tikmēr šūnu membrāna nekavējoties atklāj kaitīgos atkritumus šūnā un netērē laiku to noņemšanai. Vēl viena šūnas membrānas funkcija ir tūlītēja informācijas pārraide, kas nāk no smadzenēm vai cita orgāna caur hormoniem uz šūnas centru. Lai veiktu šīs funkcijas, membrānai ir jāpārzina visi šūnā notiekošie procesi un notikumi, jāpatur prātā visas šūnai nepieciešamās un nevajadzīgās vielas, jākontrolē piegāde un jādarbojas augstākās atmiņas un lēmumu pieņemšanas prasmju vadībā. .

Šūnas membrāna ir tik selektīva, ka bez tās atļaujas neviena viela no ārējās vides nevar pat nejauši iekļūt šūnā. Šūnā nav nevienas bezjēdzīgas, nevajadzīgas molekulas. Arī izejas no kameras tiek rūpīgi kontrolētas. Šūnu membrānas darbība ir būtiska un nepieļauj pat mazāko kļūdu. Kaitīgas ķīmiskas vielas ievadīšana šūnā, pārmērīga vielu piegāde vai izdalīšana vai atkritumu izvadīšanas neveiksme izraisa šūnu nāvi. Ja pirmā dzīvā šūna būtu dzimusi nejauši, kā apgalvo evolucionisti, un ja viena no šīm membrānas īpašībām nebūtu pilnībā izveidojusies, šūna būtu pazudusi īsā laikā. Kāda sakritība tad izveidoja tik gudru tauku masu?... Te rodas cits jautājums, kas pats par sevi atspēko evolūcijas teoriju: vai gudrība, kas izpaužas augstākminētajās funkcijās, pieder pie šūnas membrānas?

Paturiet prātā, ka šīs funkcijas neveic cilvēks vai mašīna, piemēram, dators vai cilvēka vadīts robots, bet tikai šūnas aizsargājošais apvalks, kas sastāv no taukiem, kas apvienoti ar dažādām olbaltumvielām. Tāpat mums ir svarīgi ņemt vērā, ka šūnu membrānai, kas nevainojami veic tik milzīgu uzdevumu skaitu, nav ne smadzeņu, ne domāšanas centra. Acīmredzot šādu gudru uzvedības modeli un apzinātu lēmumu pieņemšanas mehānismu nevar iedarbināt šūnu membrāna, kas ir slānis, kas sastāv no tauku un olbaltumvielu molekulām. Tas attiecas arī uz citām šūnu organellām. Šīm organellām pat nav nervu sistēmas, nemaz nerunājot par smadzenēm domāšanai un lēmumu pieņemšanai. Tomēr, neskatoties uz to, viņi veic neticami sarežģītus uzdevumus, aprēķinus un pieņem svarīgus lēmumus. Tas notiek tāpēc, ka katra no organellām ievēro Dieva likumus. Dievs ir tas, kas tos radīja nevainojamus un aizsargā.

Šūna ir vissarežģītākā un eleganti izstrādātā sistēma, kādu cilvēks jebkad ir redzējis. Bioloģijas profesors Maikls Dentons savā grāmatā Evolution: A Theory of Crisis izskaidroja šo sarežģītību ar piemēru:

« Lai saprastu dzīves realitāti, kā to pierāda molekulārā bioloģija, mums ir jāpalielina šūna tūkstoš miljonu reižu, līdz tās diametrs sasniedz 20 kilometrus un atgādina milzu dirižabli, kas spēj aptvert lielas pilsētas Londonas vai Ņujorkas lielumā. . Tas, ko mēs redzēsim, būs unikāls sarežģītības un atsaucīga dizaina piemērs.

Uz šūnas virsmas var atrast miljoniem caurumu, kas ir līdzīgi milzīga kosmosa kuģa logiem, kas ir ieeja un izeja vielu ienākšanai un izejai. Ja mēs ielūkotos kādā no šiem caurumiem, mēs nonāktu pasaulē ar augstākajām tehnoloģijām un satriecošu sarežģītību... sarežģītībā, kas pārsniedz mūsu radošumu, realitāti, kas ir pretēja nejaušībai, kas atšķiras no jebkura cilvēka prāta radīšanas. ."