"Биология (базовый уровень)", Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., Кузнецова Л.Н. и др. / Под ред. Беляева Д.К., Дымшица Г.М.
Мембранные органоиды — части клетки, отделённые от цитоплазмы одной или двумя мембранами. Мембраны создают внутри клетки отдельные пространства, где могут идти разные процессы. Эндоплазматическая сеть помогает синтезировать и перемещать вещества, комплекс Гольджи их изменяет и распределяет, лизосомы расщепляют, а митохондрии обеспечивают клеточное дыхание и образование АТФ. Строение каждого органоида связано с его функцией.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Эндоплазматическая сеть — система мембранных канальцев и полостей внутри клетки. Шероховатой называют её часть с рибосомами на поверхности, а гладкой — участки без рибосом. Такое различие связано с задачами частей сети: одни участвуют в работе с белками, другие — в синтезе липидов и иных процессах.
Комплекс Гольджи — органоид из стопок уплощённых мембранных мешочков и связанных с ними пузырьков. Он получает вещества, изменяет их, сортирует и упаковывает. Благодаря этому клетка может направить каждое вещество туда, где оно нужно, или подготовить его к выделению наружу.
Лизосома — одномембранный органоид, содержащий ферменты, расщепляющие вещества. Ферменты — особые белки, ускоряющие химические реакции; внутри лизосомы они участвуют во внутриклеточном переваривании. Мембрана отделяет ферменты от цитоплазмы, поэтому они не воздействуют на неё напрямую.
Митохондрия — двумембранный органоид, в котором протекает клеточное дыхание. Внутреннее содержимое митохондрии называют матриксом, а складки её внутренней мембраны — кристами. Такое устройство внутренней мембраны связано с реакциями, при которых клетка получает АТФ — источник энергии для многих клеточных процессов.
Мембраны образуют внутри клетки отдельные пространства, потому что некоторые реакции требуют особых условий и набора веществ. Если процессы разделены, их участники не смешиваются случайным образом и могут работать одновременно. Мембранные границы помогают поддерживать нужную для реакций среду. Поэтому мембраны не просто разделяют части клетки, но и организуют её работу.
Шероховатая эндоплазматическая сеть связана с белками, потому что на её поверхности расположены рибосомы — структуры, собирающие белковые молекулы. Белки, образовавшиеся на рибосомах, могут поступать внутрь сети и перемещаться по её каналам. Гладкая сеть рибосом не имеет, поэтому её функции связаны с другими процессами, в том числе с синтезом липидов. Различие в строении помогает клетке выполнять разные задачи в пределах одной системы мембран.
Комплекс Гольджи получает вещества в мембранных пузырьках, которые отделяются от других участков клетки и переносят содержимое. Внутри комплекса вещества могут изменяться, а затем распределяются по назначению. После сортировки от него также отделяются пузырьки, доставляющие вещества к нужному участку клетки или к её мембране. Такая последовательность позволяет не только перемещать вещества, но и направлять их в правильное место.
Лизосомы формируются при участии комплекса Гольджи и содержат ферменты для расщепления веществ. В них могут поступать вещества, которые клетке нужно переварить, а также части изношенных клеточных структур. Мембрана лизосомы создаёт границу между ферментами и цитоплазмой, поэтому расщепление происходит внутри органоида, а не во всём содержимом клетки. Так клетка получает возможность удалять ненужные компоненты, не повреждая остальные структуры.
В митохондриях протекает клеточное дыхание — процесс, связанный с получением клеткой энергии из веществ. Митохондрия окружена двумя мембранами, а её внутренняя мембрана образует складки-кристы. Складки увеличивают площадь поверхности, на которой происходят реакции клеточного дыхания. В результате этих реакций образуется АТФ, которую клетка использует для выполнения своих функций.
| Органоид | Число мембран | Особенности строения | Основные функции |
|---|---|---|---|
| Эндоплазматическая сеть | Одна | Канальцы и полости; шероховатые участки с рибосомами и гладкие без них | Синтез и транспорт белков; синтез липидов и другие процессы |
| Комплекс Гольджи | Одна | Стопки уплощённых мешочков и связанные с ними пузырьки | Изменение, сортировка, упаковка и распределение веществ |
| Лизосома | Одна | Пузырёк с ферментами внутри | Расщепление веществ и изношенных клеточных структур |
| Митохондрия | Две | Внутренняя мембрана образует кристы; внутри находится матрикс | Клеточное дыхание и образование АТФ |
Сначала сопоставь число мембран и особенности строения — они помогают различить органоиды. Затем по функциям проверь, верно ли ты определил их роль. Например, рибосомы указывают на шероховатую часть эндоплазматической сети, а кристы — на митохондрию.
Условие. В клетке обнаружены мембранные канальцы с рибосомами на поверхности. Определите органоид и назовите его роль.
Сначала выделяем признак: на мембранной структуре есть рибосомы.
Рибосомы характерны для шероховатой эндоплазматической сети, поэтому речь идёт именно о ней, а не о гладкой части.
По назначению рибосом определяем роль сети: она связана с синтезом белков, а сама система мембран помогает их перемещать.
Ответ. Это шероховатая эндоплазматическая сеть; она участвует в синтезе и транспорте белков.
Условие. Белок синтезирован в клетке и должен быть выделен наружу. Укажите последовательность участия органоидов.
Белок синтезируется рибосомами, связанными с шероховатой эндоплазматической сетью; сначала называем эту сеть.
Затем белок переносится в мембранном пузырьке к комплексу Гольджи. Там его могут изменить, рассортировать и упаковать для дальнейшей доставки.
От комплекса Гольджи отделяется транспортный пузырёк, который направляется к клеточной мембране. Слияние пузырька с мембраной позволяет содержимому выйти наружу.
Ответ. Шероховатая эндоплазматическая сеть → комплекс Гольджи → транспортный пузырёк → клеточная мембрана.
Условие. В клетке нарушена работа ферментов, расщепляющих изношенные органоиды. Какой органоид повреждён и к чему это приведёт?
Определяем функцию по условию: ферменты расщепляют ненужные или изношенные клеточные компоненты.
Такое внутриклеточное переваривание обеспечивают лизосомы, поэтому нарушение их работы указывает на повреждение лизосом или их ферментов.
Если расщепление нарушено, изношенные структуры и продукты их распада могут накапливаться. Это мешает нормальной работе клетки.
Ответ. Повреждены лизосомы или их ферменты; клетка хуже избавляется от изношенных структур, и они могут накапливаться.
Считать эндоплазматическую сеть единым органоидом с одинаковыми функциями — значит упускать различие между её частями. Такую ошибку допускают, потому что обе части входят в одну мембранную систему. Проверь себя: есть ли на поверхности рибосомы? Если есть, это шероховатая сеть, если нет — гладкая.
Приписывать комплексу Гольджи синтез всех белков неверно: основная роль этого органоида — обработать, рассортировать и упаковать уже полученные вещества. Ошибка возникает из-за того, что комплекс участвует в пути белка к месту назначения. Чтобы проверить ответ, раздели этапы: рибосомы синтезируют белок, а комплекс Гольджи его обрабатывает и распределяет.
Считать лизосомные ферменты опасными для всей клетки — значит забыть о мембране органоида. Ферменты действуют внутри лизосомы, а не свободно во всей цитоплазме. Проверь себя вопросом: что отделяет содержимое лизосомы от остальной клетки? Ответ — её мембрана.
Путать кристы с отдельными органоидами тоже неправильно: это складки внутренней мембраны митохондрии. Их могут принять за самостоятельные части, потому что у складок есть отдельный видимый контур. Проверка простая: кристы относятся к митохондрии и увеличивают площадь её внутренней мембраны.
Для понимания мембранных органоидов нужны знания о строении клеточной мембраны, различиях между мембранными и немембранными структурами и роли рибосом. Эта тема помогает проследить путь белка от синтеза до выделения, а также понять клеточное дыхание и обмен веществ. Органоиды работают не изолированно: вещества переходят между ними с помощью мембранных пузырьков. Так строение отдельных частей связывается с работой клетки как единой системы.
Чем шероховатая эндоплазматическая сеть отличается от гладкой?
На поверхности шероховатой сети находятся рибосомы, поэтому она связана с синтезом белков и их транспортом. На гладкой сети рибосом нет; она участвует, в частности, в синтезе липидов.
Как вещества перемещаются от эндоплазматической сети к комплексу Гольджи?
От мембран эндоплазматической сети отделяются пузырьки с веществами. Они перемещаются к комплексу Гольджи и сливаются с его мембранами, передавая содержимое для дальнейшей обработки.
Почему лизосомные ферменты обычно не разрушают цитоплазму?
Ферменты лизосомы отделены от цитоплазмы её мембраной и действуют внутри органоида. Их работа также зависит от подходящих условий внутри лизосомы.
Чем кристы отличаются от матрикса митохондрии?
Кристы — это складки внутренней мембраны митохондрии, увеличивающие её площадь. Матрикс — внутреннее содержимое митохондрии, расположенное внутри этой мембраны.
Какие мембранные органоиды участвуют в синтезе, обработке и транспорте белков?
Синтез белков связан с рибосомами шероховатой эндоплазматической сети, которая также помогает перемещать их. Комплекс Гольджи изменяет и сортирует белки, а мембранные пузырьки доставляют их к другим участкам клетки или к мембране для выделения.
§ 9. Мембранные органоиды клетки
