§ 14. Органели клітин еукаріотів

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Деякі органели клітини вкриті однією мембраною, а деякі — двома. А іноді можна знайти органели, вкриті ще більшою кількістю мембран. Як так могло статися?

Двомембранні органели виникли внаслідок ендосимбіозу, коли древня еукаріотична клітина поглинула прокаріотичний організм: внутрішня мембрана належить колишній бактерії, а зовнішня утворилася з мембрани вакуолі клітини-хазяїна. Наявність трьох або чотирьох мембран у деяких водоростей пояснюється вторинним або третинним ендосимбіозом, під час якого еукаріотична клітина захопила іншу еукаріотичну клітину, що вже мала двомембранний хлоропласт.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. У гепатоцитах печінки дуже добре розвинена ендоплазматична сітка. Але у випадках отруєння чи тривалого прийому лікарських препаратів вона ще збільшується. Навіщо?

Агранулярна ендоплазматична сітка містить ферменти, які відповідають за знешкодження токсичних речовин, отрут і ліків. У разі інтоксикації або тривалого прийому препаратів клітини печінки синтезують додаткові мембрани сітки, щоб прискорити розщеплення шкідливих сполук і захистити організм.

2. На малюнку 14.1. зображено процес, у якому важливу роль відіграють мікротрубочки — елементи цитоскелету клітини. А що саме там відбувається?

На малюнку зображено внутрішньоклітинний транспорт мембранних міхурців (везикул) уздовж мікротрубочок цитоскелету за допомогою моторних білків. Мікротрубочки виконують роль напрямних шляхів, якими везикули переміщуються до плазматичної мембрани або інших ділянок клітини.

Пригадай з курсу біології 7 класу, як утворилися двомембранні органели.

Двомембранні органели, такі як мітохондрії та хлоропласти, утворилися шляхом симбіогенезу. Предківська еукаріотична клітина поглинула шляхом фагоцитозу аеробні бактерії або ціанобактерії, які не були перетравлені, а стали взаємовигідними симбіонтами та згодом перетворилися на органели.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. На які групи поділяють органели цитоплазми? Наведи приклади органел кожної групи.

Органели цитоплазми поділяють на три групи:

• Двомембранні: мітохондрії, пластиди (хлоропласти, хромопласти, лейкопласти).
• Одномембранні: ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі.
• Безмембранні: рибосоми, клітинний центр (центріолі).

2. Де утворюються рибосоми? Яку функцію вони виконують?

Субодиниці рибосом утворюються в ядерцях усередині ядра клітини. Головною функцією рибосом є здійснення синтезу білків.

3. Назви одномембранні органели і вкажи їх функції.

До одномембранних органел належать:

• Ендоплазматична сітка (ЕПС): гранулярна ЕПС відповідає за синтез білків, а агранулярна — за синтез ліпідів і вуглеводів.
• Комплекс (апарат) Гольджі: забезпечує модифікацію синтезованих речовин, їх пакування та транспорт, а також утворення лізосом.
• Лізосоми: містять розщеплювальні ферменти, беруть участь у внутрішньоклітинному травленні та руйнуванні застарілих або непотрібних клітинних структур.
• Вакуолі: накопичують продукти обміну речовин, беруть участь у травленні, регулюють водно-сольовий обмін та підтримують внутрішній тиск (тургор) клітини.

4. Назви подібні і відмінні ознаки мітохондрій і пластид.

Подібні ознаки:

• Мають двомембранну будову (зовнішню та внутрішню мембрани).
• Містять власну кільцеву ДНК і дрібні рибосоми.
• Здатні до самостійного поділу всередині клітини.
• Синтезують АТФ та власні білки.

Відмінні ознаки:

• Функції: мітохондрії забезпечують клітинне дихання та вироблення енергії, а хлоропласти здійснююють фотосинтез (утворення органічних речовин з неорганічних за допомогою світла).
• Внутрішня будова: внутрішня мембрана мітохондрій утворює складки — кристи, а у хлоропластів — сплощені мішечки (тилакоїди).
• Наявність пігментів: хлоропласти містять фотосинтетичні пігменти (хлорофіл), у мітохондрій таких пігментів немає.
• Поширення: мітохондрії є майже у всіх еукаріотичних клітинах (рослин, тварин, грибів), тоді як пластиди притаманні лише рослинам і деяким водоростям.

5. У бурих, діатомових і деяких інших водоростей хлоропласти мають чотири мембрани. Запропонуй пояснення механізму утворення таких пластид. Можеш зробити анімацію або реальну модель.

Чотиримембранні хлоропласти виникли внаслідок процесу вторинного ендосимбіозу. Давній гетеротрофний еукаріот захопив (фагоцитував) одноклітинну червону або зелену водорость, яка вже мала свій первинний двомембранний хлоропласт. У результаті поглинена водорость стала симбіонтом і перетворилася на органелу.

Чотири мембрани утворилися таким чином:

• Дві внутрішні мембрани — це власні мембрани первинного хлоропласта поглинутої водорості.
• Третя мембрана — це залишок плазматичної мембрани поглинутої водорості.
• Четверта (зовнішня) мембрана — це мембрана травної вакуолі клітини-господаря, яка поглинула водорость.

[!NOTE]
Промпт для створення зображення:
Educational colorful diagram showing the process of secondary endosymbiosis in algae, step by step: a host eukaryotic cell engulfs a photosynthetic unicellular eukaryotic organism with a chloroplast, resulting in a complex plastid with four distinct membranes. Diagrams should feature explanatory labels written in Ukrainian language: “Первинний хлоропласт”, “Плазматична мембрана водорості”, “Мембрана вакуолі”, “Вторинний 4-мембранний хлоропласт”

6. Перевір себе, виконавши в e-ДОДАТКУ завдання про будову і функціонування клітини (завдання 14.3).

Завдання в електронному додатку спрямоване на закріплення та перевірку знань про будову, розподіл за кількістю мембран та функції органел еукаріотичної клітини.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Мітохондрії та пластиди мають власну ДНК і рибосоми, тому вони здатні самостійно ділитися всередині клітини.
• Рибосоми складаються з двох субодиниць, які збираються в спеціальних ділянках ядра — ядерцях.
• Мембранні органели тісно взаємодіють між собою: міхурці від ЕПС зливаються з комплексом Гольджі для подальшої модифікації та транспорту речовин.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…

• Я став більш обізнаним щодо того, як органели клітини співпрацюють між собою під час синтезу, транспорту та розщеплення речовин.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

• На початку було важко запам’ятати поділ органел на одномембранні, двомембранні та немембранні. Подолати це допомогло повторне вивчення узагальнюючої схеми в підручнику.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

• Набуті знання допомагають зрозуміти, як повноцінне харчування забезпечує клітини нашого тіла будівельним матеріалом для рибосом та енергією, яку виробляють мітохондрії.