Buňka význam a stavba – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka: Buňka význam a stavba

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Janča

 

 

 

 

1) Buňka (=cellula) – význam a stavba

– základní stavební i funkční jednotka všech živých organizmů („jednotka života“)

– organizační základ – je schopna samostatné existence a výkonu všech základních životních funkcí

– otevřený systém – udržuje obousměrný tok látek, energie a informace, relativně autonomní a schopný autoreprodukce

 

  1. velikost a tvar

a) velikost

– eukaryotické buňky – 0,01 – 0,1 mm

– prokaryotické buňky – nejmenší a nejjednodušší (mykoplazmata jen 0,5 – 1 μm)

– největší – některé b. rostlin a živočichů (vajíčka: u člověka 0,2 mm, u pštrosa 75 mm, buňky vláknitých řas až 5 cm, chlupy

bavlníku až 5 cm, nervová buňka s výběžky až přes l m)

 

b) tvar

– tvar buněk bakterií a rostlin většinou stálý – pevná buněčná stěna (kulovitý, vláknitý, mnohostěny…)

– živočišné buňky – tvar stálý (jsou-li součástí tkání, a ne­bo tvar „drží“ cytoskelet) i proměnlivý (měňavkovité buňky)

 

  1. chemické složení

a) prvkové složení

– makrobiogenní prvky (C, O, H, N, S, P, Ca, Fe, Na, K, Mg, Cl)

– mikrobiogenní (stopové) prvky (Cu, B, Co, Zn, I, Mn…)

 

b) sloučeniny

– voda (60 – 90 %), anorganické látky (0,5 – 3 %)

– organické látky (10 – 40 %): bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy…

 

  1. prokaryotická buňka

– obsahuje protoplazmu (živý obsah buňky), jaderný aparát a buněčné povrchy

– bakterie, sinice, prochlorofyta

– kosmopolitní (horké prameny až ledové plochy), vždy jednobuněčné, monoploidní (1 molekula DNA)

– chybí membránové struktury, krátký životní cyklus

 

a) protoplazma

  • cytoplazma

– vyplňuje prostor buňky, probíhá zde metabolizmus

  • ribozómy

– až 30 000, jednodušší a menší než u eukaryotních, syntéza bílkovin

  • granula

– zrna nebo kapky zásobních látek (glykogen, volutin aj.)

 

b) jaderný aparát

  • jednoduchý chromozóm

– kruhová molekula DNA neoddělená membránou („bakteriální chromozóm“), zdroj základní dědičné informace

– neprobíhá mitóza, ale replikace (zdvojení)

  • plazmidy

– přídatné DNA (též kruhové) v cytoplazmě, zdroj doplňkové dědičné informace (asi 1/1000), mohou pronikat do jiných buněk

 

c) buněčné povrchy

  • plazmatická (cytoplazmatická) membrána

– lipidy (dvojvrstvička fosfolipidů) + bílkoviny (bílkovinné přenašeče)

– odděluje vnitřní prostředí od vnějšího, polopropustná (semipermeabilní), má vchlípeniny → větší povrch

  • buněčná stěna

– murein (látka bílkovinné a sacharidové povahy charakteristická pro Prokaryota)

– jediný pevný útvar buňky (mechanická ochrana a kompenzace vnitřního přetlaku), udává tvar

  • další obaly

– pouzdro (bílkovina + polysacharid) – zvyšuje odol­nost, glykokalyx (polysacharidy) – umožňuje přichycení na různé povrchy

  • pohybové orgány

– bičík – vyvinut někdy (1 i více), fimbrie – krátká, křehká vlákna, i tzv. sex-fimbrie – přenos genet. materiálu mezi buňkami

 

  1. eukaryotická buňka

– živočichové, rostliny, houby

– povrchové struktury (cytoplazmatická membrána, buněčná stěna, případně i jiné obaly)

– cytoskelet, cytoplazma a organely (mitochondrie, plastidy, vakuoly, endoplazma. retikulum, Golgiho komplex, lysozómy…)

– jádro – uvnitř 1 nebo více jadérek

 

a) povrchové struktury

  • buněčná stěna (v rostlinné buňce)

– vnější obal buňky (pevný tvar), jen u rostlin a hub (a Prokaryot)

– spojena i s membránovým skeletem

– základ stěny tvoří polysacharidová vlákna (celulóza u rostlin, chitin u hub…), doplněná molekulami bílkovin, dalších

polysacharidů a jiných látek

– permeabilní (propustná) pro vodné roztoky

 

  • biomembrána

– polopropustná (semipermeabilní), na povrchu buňky (cytoplazmatická membrána), jádra (jaderná membrána) a organel

– základem jsou molekuly fosfolipidů (např. lecitin) a bílkovin (mohou být doplněny jinými l. (např. cholesterol, glykolipidy))

– fosfolipidy tvoří dvojvrstvu opačně orientovaných mole­kul

– molekuly bílkovin jsou nepravidelně rozmístěny v membrá­ně a plní zde funkci transportní, enzymovou, receptorovou aj.

– tato struktura je přitom dynamická, molekuly jsou pohyblivé v ploše membrány

 

b) cytoplazma

– koloidní roztok, vyplňuje obsah buňky

 

c) organely

– specializují se v rámci buňky na určité funkce

– jejich membrány umožňuji prostorové oddělení různých, současně probíhajících reakcí

  • endoplazmatické retikulum (ER)

– soustava navzájem propojených cisteren a trubiček, které jsou ohraničené jedinou membránou

– spojeno i s cytoplazmatickou a jadernou membránou, je u všech eukaryotických buněk

– funkce:

syntéza lipidů, bílkovin a polysacharidů

doprava látek do jiných míst buňky

drsné ER:

ploché cisterny s ribozómy na povrchu, na těchto ribozómech probíhá syntéza bílkovin

ribozómy:

drobné útvary přítom­né ve všech buňkách (i Prokaryot), v jedné buňce až 100 000

jsou zčásti v cytoplazmě, zčásti ukotvené na membráně ER, ale i v mitochondriích a plastidech

skládají se ze dvou podjednotek

tvořeny rRNA a bílkovinami, na po­vrchu není biomembrána

ribozómy Prokaryot, mitochondrií a plastidů jsou menší

jejich základní funkcí je syntéza bílkovin podle genetické informace

hladké ER:

trubičky bez ribozómů na povrchu

probíhá zde syntéza lipidů a glykogenu

ve svalových buňkách (sarkoplazmatické retikulum) se účastní (uvolněním Ca2+) stahu svalu

  • Golgiho komplex (aparát)

– soustava navzájem propojených cisteren, z nichž se odštěpují měchýřky

– je ve všech buňkách (obvykle několik desítek, ve žlázových buň­kách až stovky)

– funkce:              úprava a dokončení látek vzniklých v ER (polysacharidy BS, enzymy a jiné sekrety tvo­řené buňkami)

rozvod látek pomocí odštěpovaných měchýřků po buňce i jejich vylučování ven

  • lysozóm (v živočišné buňce)

– drobné měchýřky obalené jednoduchou membránou, odštěpované z Golgiho komplexu

– jsou převážně v živočišných buňkách

– obsahují různé hydrolytické (trávicí) enzymy, jimiž rozkládají různé látky (z vnějšího prostředí i vlastní struktury)

  • vakuola (hlavně v rostlinné buňce)

– podobné měchýřky s jednoduchou membránou (tonoplast) vzniklé z Golgiho komplexu nebo ER

– u rostlin vždy, u živočichů jen jednobuněční (pulzující vakuola, potravní vakuola…)

– shromažďují se zde odpadní produkty, které rostlina nemůže vylu­čovat ven (alkaloidy…)

– řada látek odtud může být ale dále využívána – mají proto i fun­kci zásobní; reguluje vnitřní napětí buňky (turgor)

  • mitochondrie

– u všech eukaryotických buněk (obvykle desítky až stovky)

– oválné útvary se dvěma membránami, z nichž vnitřní vytváří četné záhyby (kristy) a rozčleňuje tak prostor mitochondrie

na mezimembránový prostor a matrix

– mají vlastní, kruhovou DNA a ribozómy (jako bakterie); to jim umožňuje částečnou samostatnost (semiautonomní organely)

– např. se i nezávisle na jádře dělí

– funkce:

do matrix meziprodukty štěpení živin, zde dále štěpeny (Krebsův cyklus, (β-oxidace mastných kyselin)

na vnitř. membráně vlivem ukotvených enzymů procesy štěpení pokračují (dých. řetězec) a uvolňuje se ATP

  • plastidy (v rostlinné buňce)

– jen u rostlinných buněk, podle obsahu barviv se dělí na:  chloroplasty – s převládajícími chlorofyly

chromoplasty – převažují karoteny a xantofyly (rozp.v tucích)

leukoplasty – bezbarvé (obsahují často škrob: amyloplasty)

– opět oválné útvary se dvěma membránami

– od vnitřní membrány se u chloroplastů vchlipují a oddělují podlouhlé váčky – tylakoidy, které se vrství v grana

– i plastidy mají vlastní DNA a ribozómy (semiautonomní organely)

– funkce:

v matrix (stromatu) chloroplastů probíhá temnostní fáze fotosyntézy

chlorofyl a komplexy enzymů v tylakoidech umožňují prů­běh reakcí světelné fáze fotosyntézy

 

d) cytoskelet

– kostra buňky

– vláknité struktury v cytoplazmě tvořené bílkovinami

– patří sem mikrotubuly, mikrofilamenta, intermediární filamenta a snad i mikrotrabekuly

– na tyto struktury se připojují speciální bílkoviny zajišťující různé funkce

– má funkce: strukturní (tvar buněk, rozložení organel…), pohybovou, paměťovou (?)

– řada chorob (nervových, svalových, nádorových aj.) je způsobena poruchou funkce cytoskeletu

  • mikrotubuly

– trubičky tvořené bílkovinou tubulinem

– funkce:

mechanická kostra buňky

pohybové funkce:

bičíky, řasinky:  vzájemný posun mikrotubulů po ob­vodu bičíku působením

připojených bílkovin (které též katalyzují štěpení ATP) vede

ke šroubovitému pohybu

výběžky (niťovité panožky):

využívají druhé možnos­ti vzniku pohybové

funkce – přirů­stání mikrotubulů napojováním

vol­ných molekul tubulinu, příp. zkra­cováním

délky mikrotubulů rychlým rozpouštěním

posun organel v buňce:   využívá buď uvedeného prin­cipu přirůstání, nebo

zkracování napojených mikrotubulů, anebo mik­rotubuly vytvářejí v buňce „kolejnice“, po nichž se pohybuje zvláš­tní bílkovina s připojenou organelou

– centriola:

malé tělísko složené z devíti trojic kru­hovitě uspořádaných mikrotubulů

je na jádře nezávislým informačním cent­rem, samostatně se reprodukuje

je organizačním centrem pro tvorbu mikrotubulárních struktur cytoskeletu, bi­číků a řasinek

centrozóm:

uprostřed buňky, obsahuje 2 centrioly obalené roso­lovitou centrosférou, z níž při dělení

jádra hvězdico­vitě vybíhají mikrotubuly (astrosféra)

v buňce vytrvává, před dě­lením jádra se sám dělí a stává se základem dělící­ho vřeténka

při oplození se ve vzniklé zygotě uplatňuje pouze centrozóm spermie

  • mikrofilamenta

– vytvářejí souvislou síť v buňce

– složena z bílkoviny aktinu – nejčastější bílkoviny uvnitř buňky

– funkce:              strukturní:           svazky mikrofilament vyztužují mikroklky buněk střevní sliznice a výběžky tyčinek sítnice

  • smyslových buněk

pohybová:           mikrofilamenta jsou základem stažitelných vlákenek v cytoplazmě (plazivý pohyb buněk,

zaškrcování bu­něk při dělení…)

mikrofilamenta se u specializovaných svalových buněk stala základem svalového pohybu

(spolu s myosinem vytvářejí sarkomery, myofibrily…)

  • intermediární filamenta

– vlákna tvořená různými bílkovinami

– funkce: strukturní:         zákl. zpevňovací síť (hl. v místech mecha­nického namáhání), organizační základ celého cytoskeletu

podílí se na udržení tvaru buněk, rozmístění někte­rých organel a na propojení buněk ve tkáních

  • mikrotrabekuly

– síť bílkovinných vláken, tvořících kostru „základní cytoplazmy“

– jsou napojeny na membránové i cytoskeletární struktury

– na ně jsou ukotveny některé enzymy…

– některé nálezy ukazují i na možné funkce pohybové a paměťové

  • další skeletární útvary v buňce

jaderný skelet:

– obdoba buněčného cytoskeletu tvořená zejména intermediárními filamenty (udržuje tvar jádra, rozpad a vznik jaderné

membrány při dělení jádra, splétání DNA v chromozómech)

membránový skelet:

– bílkoviny napojené na membrány (cytoplazmatickou, jadernou, mož­ná i na membrány organel) z vnější i vnitřní strany

– navazuje na cytoskelet (mikrofilamenta), vymezuje pohyb vlast­ních membránových bílkovin

– pokračuje i do mezibuněčných prostor – vlákna bílkoviny kolagenu (nejčastější mimobuněčná bílkovina živočišných tkání)

aj., vy­váří kostru mezibuněčné hmoty (zejména u pojivových tkání)

 

e) paměťové struktury

  • jádro (nucleus, karyon)

– kulovitý útvar, ústřední organela buňky (1 i více)

– u Eukaryot obalena dvojitou jadernou membránou s póry (karyothéka)

– vnitřní hmota (dříve karyoplazma) má cytoskeletární strukturu – jaderný skelet

– základní funkční součástí jádra je DNA, která spolu s bílkovi­nami (hlavně histony) se nachází ve dvojí podobě:

– zkrácené, tvarově i počtem charakteristické útvary (spiralizované chromozómy) v průběhu mitózy

– jemně nebo hrubě zrnitá hmota (rozpletené chromozómy, chromatin) v době mezi mitózami

– jádro obsahuje jedno i více jadérek (nucleolus) tvořených r-RNA (zde se i tvoří) a bílkovinami

Chromozóm:

– části chromozómu:

chromatidy – 2 podélné, shodné poloviny

centroméra oddělující 2 nestejně dlouhá ramena a spojující obě chromatidy

– struktura chromozómu: velmi dlouhá makromolekula DNA (dvojšroubovice) je za pomoci bílkovin histonů dále stáčena

do ještě složitější šroubovice, kte­rá vytváří smyčky

 

– počty chromozómů:      pro každý druh je typický určitý počet a tvar chromozómů – chromozómová sada

haploidní b.: obsahují jednu chromozómovou sadu (pohlavní b., ale i většina výtrusů rostlin aj.)

diploidní buňky:            obsahují dvě stejné sady chromozómů (tělo­vé buňky = somatické)

př.: škrkavka 2, hrách 14, člověk 46, lípa 82, kapr 104, žábronožka 168

  • jiné paměťové struktury

– kromě základní dědičné informace v DNA jádra (genom) obsahuje buň­ka i další přídatné kruhové molekuly DNA (plazmon):

– v semiautonomních organelách (mitochondrie, plastidy)

– plazmidy: malé prstence DNA u bakterií, ale i u eukaryotických buněk (kvasinky, plísně)

– v poslední době se ukazuje, že buňka může uchovávat a využívat informaci též mimo DNA, např. pomocí bílkovin cytoskeletu (podmi­ňují prostorové uspořádání v buňce, napomáhají však i uchování a uplatnění informace v DNA). Do dceřinných buněk se jimi nesená informace dostává samostatně, pomocí centrozómu.

 

f) další součásti buňky

– v buňce bývají přítomny i jiné útvary (buněčné inkluze), které se aktivně metabolizmu neúčastní

– plní obvykle funkci zásobní či od­padní: krystaly solí (šťavelany)

tukové kapénky

zrna škrobu, glykogenu, bílkovin a pigmentů

 

  1. houbová buňka

– spojuje znaky rostlinné a živočišné buňky

– buněčná stěna vyztužená chitinem, chybí plastidy

– zásobní látky: glykogen, olej (tuk)

 

  1. rozdíly mezi rostlinnou a živočišnou buňkou
rostlinná buňka živočišná buňka
tvarová rozmanitost a specializace malá velká
buněčná stěna ano ne
plastidy ano ne
vakuoly ano ne
lysozómy ne ano






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: