Мобилен: храна и градење. Вредноста на исхрана на клетките. Примери за исхрана на клетките

Современите експериментални студии утврдиле дека клетката е најсложената структурна и функционална единица на речиси сите живи организми, со исклучок на вирусите кои се не-клеточни форми на живот. Цитологијата ја проучува структурата, како и животот на клетката: дишење, исхрана, репродукција, раст. Овие процеси ќе бидат разгледани во овој труд.

Структурата на клетката

Користејќи лесен и електронски микроскоп, биолозите утврдиле дека растителните и животинските клетки содржат површински уред (супрамембрански и субмембрански комплекси), цитоплазма и органели. Во животинските клетки, ензимите кои содржат гликокаликс се наоѓаат над мембраната и обезбедуваат исхрана на клетките надвор од цитоплазмата. Во растителни клетки, прокариот (бактерии и цијанобактерии), како и габи, се формира клеточен ѕид над мембраната, која се состои од целулоза, лигнин или муреин.

Јадрото е задолжителна органела на еукариоти. Во него постои наследен материјал - ДНК, кој има форма на хромозоми. Бактериите и цијанобактериите содржат нуклеоид кој служи како носител на деоксирибонуклеинска киселина. Сите тие вршат строго специфични функции кои предизвикуваат метаболички клеточни процеси.

Што подразбираме под терминот "мобилна исхрана"

Животите манифестации на клетката не се ништо повеќе од трансферот на енергија и нејзината трансформација од еден вид во друг (според првиот закон на термодинамиката). Енергијата, која е во хранливи материи во латентна, односно, врзана состојба, поминува во молекули на АТП. На прашањето што е исхрана на клетките во биологијата, постои одговор кој ги зема предвид следните постулати:

1. Клетката, како отворен биосистем, бара постојан прилив на енергија од надворешното опкружување.
2. Органски супстанции потребни за исхрана, клетката може да добие два начина:

А) од меѓуклеточната средина, во форма на готови соединенија;

Б) независно синтетизирање на протеини, јаглени хидрати и масти од јаглерод диоксид, амонијак, итн.

Затоа, сите организми се поделени во хетеротрофни и авторотрозни, чиј метаболизам е проучен од биохемијата.

Метаболизам и енергија

Органските супстанции што влегуваат во клетката се поделени, што резултира со ослободување на енергија во форма на АТП или НАДП-Н2 молекули. Целиот сет на реакции на асимилација и дисимилација е метаболизам. Подолу ќе ги разгледаме фазите на размена на енергија, обезбедувајќи исхрана на хетеротрофни клетки. Прво, протеините, јагленохидратите и липидите се поделени на нивните мономери: амино киселини, гликоза, глицерол и масни киселини. Потоа, за време на аноксичен расцеп, тие се подложени на понатамошно распаѓање (анаеробна варење).

На овој начин се јавува исхрана на интрацелуларни паразити: рикеција, хламидија и патогени бактерии, на пример, клостридија. Ензикуларни габични квасец ја делат гликозата на етанол, лактобацилни бактерии - до млечна киселина. Така, гликолизата, алкохолот, олеагиновата киселина, ферментацијата на млечна киселина се примери за исхрана на клетките поради анаеробно расцепување во хетерофони.

Автотрофија и карактеристики на метаболичките процеси

За организмите што живеат на Земјата, главен извор на енергија е Сонцето. Благодарение на него, се обезбедени потребите на жителите на нашата планета. Некои од нив синтетизираат хранливи материи поради светлосната енергија, тие се нарекуваат фотографу. Други - користејќи ја енергијата на реакции за намалување на оксидацијата, тие се нарекуваат хемотрепика. Во едноклеточните алги, исхраната на клетката, чија фотографија е прикажана подолу, е фотосинтетичка.

Зелените растенија содржат хлорофил, кој е дел од хлоропластите. Ја игра улогата на антена која ги доловува квантите на светлината. Во светлината и темната фаза на фотосинтезата, се јавуваат ензимски реакции (циклусот Калвин), чиј резултат е формирање на јаглеродна киселина од сите органски супстанции што се користат за исхрана. Затоа, клетката, која се напојува со употреба на светлосна енергија, се нарекува аутотрофна или фотографска.

Енцелуларните организми, наречени хемосинтетски организми, ја користат енергијата ослободена со хемиски реакции за да формираат органски супстанции, на пример, железни бактерии оксидираат железни соединенија во тривалентно железо, а ослободената енергија оди до синтеза на молекули на гликоза.

Така, фотосинтетичките организми ја доловуваат светлината и ја претвораат во енергија на ковалентни врски на моно- и полисахариди. Потоа, преку врските на снабдувачките синџири, енергијата се пренесува во клетките на хетеротропните организми. Со други зборови, благодарение на фотосинтезата, постојат сите структурни елементи на биосферата. Може да се каже дека клетката која се храни автоматски, не се храни само себе, туку сè што живее на планетата Земја.

Како се хранат хетеротропните микроорганизми?

Клетката, чијашто храна зависи од внесот на органски супстанции од надворешната средина, се нарекува хетеротрофна. Таквите организми како габи, животни, луѓе, како и паразитски бактерии, ги уништуваат јагленохидратите, протеините и мастите со помош на дигестивните ензими.

Тогаш добиените мономери се апсорбираат од клетката и се користат од него за да се изградат органели и витални функции. Растворените хранливи материи влегуваат во клетката со пиноцитоза и со цврсти честички на храна - фагоцитоза. Хетеротрофните организми можат да се поделат на сапротроф и паразити. Првиот (на пример, почвените бактерии, габите, некои инсекти) се хранат со мртви органски материи, вториот (патогени бактерии, хелминти, паразитски габи) - клетки и ткива на живи организми.

Миксотрофи, нивно ширење во природата

Мешаниот вид храна во природата е редок и е форма на адаптација (идиоадаптација) на различни фактори на животната средина. Главен услов за микротрофија е присуството на клетки и органели кои содржат хлорофил за фотосинтеза и систем на ензими кои ги разбиваат готовите хранливи материи кои доаѓаат од околината. На пример, едноклеточната зелена euglena зелена содржи во хијалоплазматските хроматофори со хлорофил.

Кога резервоарот во кој живее Евглена е добро осветлен, тој јаде како растение, односно autotrophically, со фотосинтеза. Како резултат на тоа, гликозата се синтетизира од јаглерод диоксид, кој клетката ја користи како храна. Во текот на ноќта, euglena се храни хетеротрофично, раздвојувајќи органски супстанции со ензими во дигестивните вакуоли. Така, научниците ја сметаат микскотропната исхрана на клетката како доказ за единството на потеклото на растенијата и животните.

Растот на клетката и нејзиниот однос со трофизам

Зголемувањето на должината, масата, обемот и на целиот организам и на нејзините поединечни органи и ткива се нарекува раст. Невозможно е без постојан влез во клетките на хранливи материи што служат како градежен материјал. За да се добие одговор на прашањето како расте клетката, чија исхрана се јавува аутотрофично, неопходно е да се разјасни дали е независен организам или влегува како структурна единица во повеќеклеточниот организам. Во првиот случај, растот ќе се појави за време на интерфазата на клеточниот циклус. Процесите на пластична размена интензивно се случуваат во неа. Исхраната на хетеротропните организми е поврзана со присуството на храна која доаѓа од надворешната средина. Растот на повеќеклеточниот организам се должи на активирањето на биосинтезата во образовните ткива, како и доминацијата на анаболните реакции во текот на процесите на катаболизам.

Улогата на кислород во исхраната на хетеротропните клетки

Аеробни организми: некои бактерии, габи, животни и луѓе користат кислород за целосно да ги разложат хранливите состојки, како што се гликозата, јаглерод диоксидот и водата (Кребсов циклус). Се јавува во митохондријалната матрица која содржи ензимски систем H + -ATP-ase, кој ги синтетизира АТП молекулите од АДП. Кај прокариотски организми, како што се аеробни бактерии и цијанобактерии, кислородната фаза на дисимулација се одвива на плазматската мембрана на клетките.

Специфичност на гаметата за храна

Во молекуларната биологија и цитологијата, исхраната на клетката може накратко да се опише како процес на внесување на хранливи материи во него, нивно разделување и синтеза на одреден дел од енергијата во форма на АТП молекули. Трофичните гамети: овлуми и сперматозоиди, имаат некои особености поврзани со високата специфичност на нивните функции. Ова е особено точно за женската сексуална клетка, која е принудена да акумулира голема понуда на хранливи материи, главно во форма на жолчка.

По оплодувањето, таа ќе ги искористи за да го здроби и формира ембрионот. Сперматозоите во процесот на созревање (сперматогенеза) добиваат органски супстанции од клетките на Сертоли лоцирани во семинозните тубули. Така, двата типа на гамети имаат високо ниво на метаболизам, што е можно, благодарение на активниот клеточен трофизам.

Улогата на минерална исхрана

Процесите на метаболизам се невозможни без прилив на катјони и анјони кои ги сочинуваат минералните соли. На пример, магнезиевите јони се неопходни за фотосинтеза, за функционирање на митохондријалните ензимски системи - калиумови и калциумови јони, присуството на натриумски јони, како и аниони на карбонатната киселина, за да се зачуваат пуферските својства на хијалоплазмата. Растворите од минерални соли влегуваат во клетката со пиноцитоза или дифузија преку клеточната мембрана. Минералната исхрана е својствена и за аутотрофните и за хетеротрофните клетки.

Сумирајќи, бевме убедени дека вредноста на исхраната на клетките е навистина голема, бидејќи овој процес доведува до формирање на градежен материјал (јаглехидрати, протеини и масти) од јаглероден диоксид кај аутотрофни организми. Хетеротрофни клетки се хранат со органски супстанции формирани како резултат на витална активност на autotrophs. Тие ја користат добиената енергија за репродукција, раст, движење и други процеси на витална активност.