الخلية هي الوحدة الأولية الأساسية لجميع الكائنات الحية ، وبالتالي ، فإن جميع خصائص الكائنات الحية متأصلة فيها: بنية عالية التنظيم ، وتتلقى الطاقة من الخارج وتستخدمها للقيام بالعمل والحفاظ على النظام ، والتمثيل الغذائي ، والاستجابة النشطة لتحفيز ونمو وتطوير وتكاثر ونسخ ونقل المعلومات البيولوجية إلى المتحدرين ، والتجديد (ترميم الهياكل التالفة) ، والتكيف مع البيئة.

ابتكر العالم الألماني T. Schwann في منتصف القرن التاسع عشر نظرية خلوية ، وشهدت أحكامها الرئيسية على حقيقة أن جميع الأنسجة والأعضاء تتكون من خلايا ؛ تتشابه الخلايا النباتية والحيوانية بشكل أساسي مع بعضها البعض ، فكلها تنشأ بنفس الطريقة ؛ نشاط الكائنات الحية هو مجموع النشاط الحيوي للخلايا الفردية. كان للعالم الألماني العظيم R. Virchow تأثير كبير على التطوير الإضافي لنظرية الخلية وبشكل عام على نظرية الخلية. فهو لم يجمع كل الحقائق المتباينة العديدة فحسب ، بل أظهر أيضًا بشكل مقنع أن الخلايا هي بنية ثابتة ولا تنشأ إلا من خلال التكاثر.

تتضمن النظرية الخلوية في التفسير الحديث الأحكام الرئيسية التالية: الخلية هي وحدة أولية عالمية من الكائنات الحية ؛ تتشابه خلايا جميع الكائنات الحية بشكل أساسي في بنيتها ووظيفتها وتركيبها الكيميائي ؛ تتكاثر الخلايا فقط عن طريق تقسيم الخلية الأصلية ؛ الكائنات متعددة الخلايا عبارة عن تجمعات خلوية معقدة تشكل أنظمة متكاملة.

بفضل طرق البحث الحديثة ، نوعان رئيسيان من الخلايا: خلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا ومتمايزة للغاية (نباتات وحيوانات وبعض الأوليات والطحالب والفطريات والأشنات) وخلايا بدائية النواة أقل تعقيدًا (الطحالب الخضراء المزرقة ، الفطريات الشعاعية ، البكتيريا ، اللولبيات ، الميكوبلازما ، الريكتسيا ، الكلاميديا).

على النقيض من بدائية النواة ، تحتوي الخلية حقيقية النواة على نواة ، مقيدة بغشاء نووي مزدوج ، وعدد كبير من العضيات الغشائية.

الانتباه!

الخلية هي الوحدة الهيكلية والوظيفية الرئيسية للكائنات الحية ، حيث تقوم بالنمو والتطور والتمثيل الغذائي والطاقة وتخزين ومعالجة وتحقيق المعلومات الجينية. من وجهة نظر التشكل ، الخلية عبارة عن نظام معقد من البوليمرات الحيوية ، مفصولة عن البيئة الخارجية بواسطة غشاء بلازما (بلازما الدم) وتتكون من نواة وسيتوبلازم ، حيث توجد العضيات والشوائب (الحبيبات).

ما نوع الخلايا الموجودة؟

تتنوع الخلايا في شكلها وبنيتها وتركيبها الكيميائي وطبيعة التمثيل الغذائي.

جميع الخلايا متجانسة ، أي لديها عدد من السمات الهيكلية المشتركة التي يعتمد عليها أداء الوظائف الأساسية. تتميز الخلايا بوحدة التركيب والتمثيل الغذائي (التمثيل الغذائي) والتركيب الكيميائي.

في الوقت نفسه ، تحتوي الخلايا المختلفة أيضًا على هياكل محددة. هذا يرجع إلى أداء وظائف خاصة من قبلهم.

هيكل الخلية

هيكل الخلية فوق المجهرية:

1 - الغشاء الخلوي (غشاء البلازما) ؛ 2 - حويصلات بينية. 3 - مركز الخلايا المركزية (cytocenter) ؛ 4 - الهيالوبلازم. 5 - الشبكة الإندوبلازمية: أ - غشاء الشبكة الحبيبية. ب - الريبوسومات. 6 - اتصال الفضاء حول النواة مع تجاويف الشبكة الإندوبلازمية ؛ 7 - الأساسية ؛ 8 - المسام النووية 9 - الشبكة الإندوبلازمية غير الحبيبية (الملساء) ؛ 10 - نواة. 11 - جهاز شبكي داخلي (مجمع جولجي) ؛ 12 - فجوات إفرازية. 13 - الميتوكوندريا. 14 - الجسيمات الشحمية ؛ 15 - ثلاث مراحل متتالية من البلعمة ؛ 16- اتصال غشاء الخلية (السيتوليما) بأغشية الشبكة الإندوبلازمية.

كيمياء الخلية

تحتوي الخلية على أكثر من 100 عنصر كيميائي ، أربعة منها تشكل حوالي 98٪ من الكتلة ، وهي عبارة عن كائنات عضوية: الأكسجين (65-75٪) ، الكربون (15-18٪) ، الهيدروجين (8-10٪) والنيتروجين. (1، 5-3.0٪). تنقسم بقية العناصر إلى ثلاث مجموعات: المغذيات الكبيرة - يتجاوز محتواها في الجسم 0.01٪) ؛ العناصر الدقيقة (0.00001-0.01٪) والعناصر الدقيقة (أقل من 0.00001).

تشمل المغذيات الكبيرة المقدار الكبريت والفوسفور والكلور والبوتاسيوم والصوديوم والمغنيسيوم والكالسيوم.

بالنسبة للعناصر الدقيقة - يوجد الحديد والزنك والنحاس واليود والفلور والألمنيوم والنحاس والمنغنيز والكوبالت ، إلخ.

العناصر فائقة الصغر - السيلينيوم والفاناديوم والسيليكون والنيكل والليثيوم والفضة وما فوق. على الرغم من محتواها المنخفض جدًا ، تلعب العناصر النزرة والعناصر النزرة جدًا دورًا مهمًا للغاية. أنها تؤثر بشكل رئيسي على عملية التمثيل الغذائي. بدونها ، يكون الأداء الطبيعي لكل خلية وكائن حي ككل مستحيلًا.

تتكون الخلية من مواد عضوية وغير عضوية. من بين غير العضوية ، أكبر كمية من الماء. كمية الماء النسبية في القفص من 70 إلى 80٪. الماء مذيب عالمي ؛ كل التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية تحدث فيه. بمشاركة الماء ، يتم تنظيم الحرارة. المواد التي تذوب في الماء (الأملاح ، القواعد ، الأحماض ، البروتينات ، الكربوهيدرات ، الكحوليات ، إلخ) تسمى ماء. المواد الكارهة للماء (الدهون وما شابهها) لا تذوب في الماء. المواد غير العضوية الأخرى (الأملاح ، الأحماض ، القواعد ، الأيونات الموجبة والسالبة) تتراوح من 1.0 إلى 1.5٪.

تسود البروتينات (10-20٪) ، الدهون أو الدهون (1-5٪) ، الكربوهيدرات (0.2-2.0٪) ، الأحماض النووية (1-2٪) بين المواد العضوية. لا يتجاوز محتوى المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض 0.5٪.

جزيء البروتين عبارة عن بوليمر يتكون من عدد كبير من وحدات المونومرات المتكررة. ترتبط مونومرات بروتين الأحماض الأمينية (20 منها) ببعضها البعض عن طريق روابط الببتيد ، وتشكل سلسلة متعددة الببتيد (بنية بروتينية أولية). ويلتف في شكل حلزوني ، ويشكل بدوره الهيكل الثانوي للبروتين. بسبب اتجاه مكاني معين لسلسلة البولي ببتيد ، تنشأ بنية ثلاثية للبروتين ، والتي تحدد الخصوصية والنشاط البيولوجي لجزيء البروتين. تتحد العديد من الهياكل الثلاثية مع بعضها البعض لتشكيل هيكل رباعي.

تؤدي البروتينات وظائف أساسية. الإنزيمات - المحفزات البيولوجية التي تزيد من معدل التفاعلات الكيميائية في الخلية مئات الآلاف من المرات ، هي بروتينات. تؤدي البروتينات ، باعتبارها جزءًا من جميع الهياكل الخلوية ، وظيفة (بناء) بلاستيكية. يتم تنفيذ حركات الخلايا أيضًا بواسطة البروتينات. أنها توفر نقل المواد إلى الخلية ، من الخلية وداخل الخلية. وظيفة الحماية للبروتينات (الأجسام المضادة) مهمة. البروتينات هي أحد مصادر الطاقة ، وتصنف الكربوهيدرات إلى السكريات الأحادية والسكريات المتعددة. هذه الأخيرة مبنية من السكريات الأحادية ، والتي هي ، مثل الأحماض الأمينية ، مونومرات. من بين السكريات الأحادية في الخلية ، أهمها الجلوكوز والفركتوز (يحتوي على ست ذرات كربون) والبنتوز (خمس ذرات كربون). البنتوز هي جزء من الأحماض النووية. السكريات الأحادية قابلة للذوبان في الماء بسهولة. السكريات ضعيفة الذوبان في الماء (الجليكوجين في الخلايا الحيوانية ، والنشا والسليلوز في الخلايا النباتية. الكربوهيدرات هي مصدر للطاقة ، والكربوهيدرات المعقدة مع البروتينات (البروتينات السكرية) ، والدهون (الجليكوجين) ، وتشارك في تكوين أسطح الخلايا والتفاعلات الخلوية .

تشمل الدهون الدهون والمواد الشبيهة بالدهون. جزيئات الدهون مبنية من الجلسرين والأحماض الدهنية. تشمل المواد الشبيهة بالدهون الكوليسترول وبعض الهرمونات والليسيثين. الدهون ، وهي المكون الرئيسي لأغشية الخلايا ، تؤدي وظيفة بناء. الدهون هي أهم مصادر الطاقة. لذلك ، إذا كانت الأكسدة الكاملة لـ 1 غرام من البروتين أو الكربوهيدرات ، يتم تحرير 17.6 كيلو جول من الطاقة ، ثم مع أكسدة كاملة من 1 غرام من الدهون - 38.9 كيلو جول. تقوم الدهون بالتنظيم الحراري وحماية الأعضاء (كبسولات الدهون).

DNA و RNA

الأحماض النووية عبارة عن جزيئات بوليمرية تتكون من مونومرات النيوكليوتيدات. يتكون النيوكليوتيد من قاعدة البيورين أو بيريميدين ، والسكر (البنتوز) ، وبقايا حمض الفوسفوريك. يوجد في جميع الخلايا نوعان من الأحماض النووية: deoxyribonuleic (DNA) و ribonucleic (RNA) ، والتي تختلف في تكوين القواعد والسكريات.

التركيب المكاني للأحماض النووية:

(وفقًا لـ B. Alberts وآخرون ، بصيغته المعدلة) I - RNA ؛ الثاني - الحمض النووي ؛ الأشرطة - العمود الفقري للسكر والفوسفات ؛ A ، C ، G ، T ، U - القواعد النيتروجينية ، المشابك بينها - الروابط الهيدروجينية.

جزيء الحمض النووي

يتكون جزيء الحمض النووي من سلسلتين من عديد النوكليوتيدات ملتوية حول بعضها البعض في شكل حلزون مزدوج. ترتبط القواعد النيتروجينية لكلا السلاسل ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية مكملة. يتحد الأدينين فقط مع الثايمين ، والسيتوزين مع الجوانين (A - T ، G - C). يحتوي الحمض النووي على معلومات وراثية تحدد خصوصية البروتينات التي تصنعها الخلية ، أي تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد. يرث الحمض النووي جميع خصائص الخلية. تم العثور على الحمض النووي في النواة والميتوكوندريا.

جزيء RNA

يتكون جزيء الحمض النووي الريبي من سلسلة واحدة من عديد النوكليوتيدات. هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي في الخلايا. المعلوماتية ، أو الحمض الريبي النووي الريبوزي الرسول (من الرسول الإنجليزي - "الوسيط") ، الذي ينقل المعلومات حول تسلسل النوكليوتيدات للحمض النووي إلى الريبوسومات (انظر أدناه). نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) الذي يحمل الأحماض الأمينية إلى الريبوسوم. RNA Ribosomal RNA (الرنا الريباسي) ، والذي يشارك في تكوين الريبوسومات. تم العثور على الحمض النووي الريبي في النواة ، الريبوسومات ، السيتوبلازم ، الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء.

تكوين الحمض النووي.

زنزانة

من وجهة نظر مفهوم النظم الحية حسب أ. Lehninger.

الخلية الحية هي نظام متساوي الحرارة من الجزيئات العضوية القادرة على التنظيم الذاتي والتكاثر الذاتي ، واستخراج الطاقة والموارد من البيئة.

يحدث عدد كبير من التفاعلات المتسلسلة في الخلية ، يتم تنظيم معدلها بواسطة الخلية نفسها.

تحافظ الخلية على نفسها في حالة ديناميكية ثابتة ، بعيدة عن التوازن مع البيئة.

تعمل الخلايا وفقًا لمبدأ الحد الأدنى من استهلاك المكونات والعمليات.

الذي - التي. الخلية عبارة عن نظام حي مفتوح أولي قادر على الوجود المستقل والتكاثر والتطور. إنها وحدة هيكلية ووظيفية أولية لجميع الكائنات الحية.

التركيب الكيميائي للخلايا.

من بين 110 عنصرًا من نظام مندليف الدوري ، يوجد 86 عنصرًا دائمًا في جسم الإنسان. 25 منها ضرورية للحياة الطبيعية ، و 18 منها ضرورية للغاية ، و 7 مفيدة. وفقًا للنسبة المئوية في الخلية ، يتم تقسيم العناصر الكيميائية إلى ثلاث مجموعات:

المغذيات الكبيرة المقدار العناصر الرئيسية (الكائنات العضوية) هي الهيدروجين والكربون والأكسجين والنيتروجين. التركيز: 98 - 99.9٪. إنها مكونات عالمية لمركبات الخلايا العضوية.

العناصر النزرة - الصوديوم والمغنيسيوم والفوسفور والكبريت والكلور والبوتاسيوم والكالسيوم والحديد. تركيزهم 0.1٪.

العناصر فائقة الصغر - البورون والسيليكون والفاناديوم والمنغنيز والكوبالت والنحاس والزنك والموليبدينوم والسيلينيوم واليود والبروم والفلور. أنها تؤثر على التمثيل الغذائي. غيابهم هو سبب الأمراض (الزنك - داء السكري ، اليود - تضخم الغدة الدرقية المتوطن ، الحديد - فقر الدم الخبيث ، إلخ).

يعرف الطب الحديث حقائق التفاعل السلبي للفيتامينات والمعادن:

يقلل الزنك من امتصاص النحاس ويتنافس على امتصاص الحديد والكالسيوم ؛ (ونقص الزنك يسبب ضعف جهاز المناعة ، وعدد من الحالات المرضية من جزء من الغدد الصماء).

يقلل الكالسيوم والحديد من امتصاص المنغنيز ؛

يتم دمج فيتامين هـ بشكل سيئ مع الحديد وفيتامين ج مع فيتامينات ب.

التأثير المتبادل الإيجابي:

يعمل فيتامين هـ والسيلينيوم ، وكذلك الكالسيوم وفيتامين ك ، بشكل تآزري ؛

فيتامين د ضروري لامتصاص الكالسيوم.

يعزز النحاس الامتصاص ويزيد من كفاءة استخدام الحديد في الجسم.

المكونات غير العضوية للخلية.

ماء- أهم مكون للخلية ، وسط التشتت الشامل للمادة الحية. تتكون الخلايا النشطة للكائنات الأرضية من 60-95٪ ماء. في راحة الخلايا والأنسجة (البذور والجراثيم) يكون الماء 10-20٪. يتكون الماء في الخلية من شكلين - حر ومرتبط بالغرويات الخلوية. الماء الحر عبارة عن وسط مذيب ومشتت للنظام الغرواني للبروتوبلازم. 95٪. تشكل المياه المقيدة (4-5٪) من كل مياه الخلية روابط هيدروجين وهيدروكسيل هشة مع البروتينات.

خصائص المياه:

الماء مذيب طبيعي للأيونات المعدنية والمواد الأخرى.

الماء هو المرحلة المشتتة للنظام الغرواني للبروتوبلازم.

الماء هو وسيلة لتفاعلات التمثيل الغذائي للخلايا ، لأن تحدث العمليات الفسيولوجية في بيئة مائية حصرية. يوفر تفاعلات التحلل المائي والترطيب والتورم.

يشارك في العديد من التفاعلات الأنزيمية للخلية ويتكون في عملية التمثيل الغذائي.

الماء هو مصدر أيونات الهيدروجين أثناء عملية التمثيل الضوئي في النباتات.

الأهمية البيولوجية للمياه:

تحدث معظم التفاعلات الكيميائية الحيوية فقط في محلول مائي ، حيث تدخل العديد من المواد إلى الخلايا ويتم إزالتها منها في صورة ذائبة. هذا يميز وظيفة نقل الماء.

يوفر الماء تفاعلات التحلل المائي - تكسير البروتينات والدهون والكربوهيدرات تحت تأثير الماء.

بفضل حرارة التبخر العالية ، يتم تبريد الجسم. على سبيل المثال ، العرق عند البشر أو النتح في النباتات.

تساهم السعة الحرارية العالية والتوصيل الحراري للماء في التوزيع المتساوي للحرارة في الخلية.

بسبب قوى الالتصاق (الماء - التربة) والتماسك (الماء - الماء) ، فإن الماء له خاصية الشعيرات الدموية.

يحدد عدم انضغاط الماء الحالة المجهدة لجدران الخلايا (تورغور) ، الهيكل العظمي الهيدروستاتيكي في الديدان الأسطوانية.

زنزانة- وحدة أولية للحياة على الأرض. له جميع خصائص الكائن الحي: فهو ينمو ويتكاثر ويتبادل المواد والطاقة مع البيئة ويتفاعل مع المنبهات الخارجية. ترتبط بداية التطور البيولوجي بظهور أشكال الحياة الخلوية على الأرض. الكائنات وحيدة الخلية هي خلايا توجد بشكل منفصل عن بعضها البعض. يتكون جسم جميع الكائنات متعددة الخلايا - الحيوانات والنباتات - من خلايا أكثر أو أقل ، وهي نوع من اللبنات الأساسية التي تشكل كائنًا حيًا معقدًا. بغض النظر عما إذا كانت الخلية عبارة عن نظام حي متكامل - كائن منفصل أو جزء منه فقط ، فهي تتمتع بمجموعة من الميزات والخصائص المشتركة بين جميع الخلايا.

كيمياء الخلية

تم العثور على حوالي 60 عنصرًا من النظام الدوري لمندليف ، الموجودة في الطبيعة غير الحية ، في الخلايا. هذا هو أحد الأدلة على القواسم المشتركة بين الطبيعة الحية وغير الحية. في الكائنات الحية ، الأكثر شيوعًا هيدروجين, الأكسجين, كربونو نتروجين، والتي تشكل حوالي 98٪ من كتلة الخلية. ويرجع ذلك إلى خصائص الخصائص الكيميائية للهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين ، ونتيجة لذلك تبين أنها الأكثر ملاءمة لتكوين الجزيئات التي تؤدي وظائف بيولوجية. هذه العناصر الأربعة قادرة على تكوين روابط تساهمية قوية جدًا من خلال اقتران الإلكترونات التي تنتمي إلى ذرتين. يمكن أن تشكل ذرات الكربون المرتبطة تساهميًا العمود الفقري لعدد لا يحصى من الجزيئات العضوية المختلفة. نظرًا لأن ذرات الكربون تشكل بسهولة روابط تساهمية مع الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين وكذلك مع الكبريت ، فإن الجزيئات العضوية تحقق تعقيدًا استثنائيًا وتنوعًا هيكليًا.

بالإضافة إلى العناصر الأربعة الرئيسية ، تحتوي الخلية بكميات ملحوظة (الجزء العاشر والجزء المائة من نسبة مئوية) حديد, البوتاسيوم, صوديوم, الكالسيوم, المغنيسيوم, الكلور, الفوسفورو كبريت... جميع العناصر الأخرى ( الزنك, نحاس, اليود, الفلور, كوبالت, المنغنيزوغيرها) موجودة في الخلية بكميات صغيرة جدًا وبالتالي تسمى العناصر النزرة.

العناصر الكيميائية هي جزء من المركبات العضوية وغير العضوية. تشمل المركبات غير العضوية الماء والأملاح المعدنية وثاني أكسيد الكربون والأحماض والقواعد. المركبات العضوية البروتينات, احماض نووية, الكربوهيدرات, الدهون(الدهون) و الدهون.

تحتوي بعض البروتينات كبريت... جزء لا يتجزأ من الأحماض النووية الفوسفور... يتضمن جزيء الهيموجلوبين حديد, المغنيسيوميشارك في بناء الجزيء الكلوروفيل... تلعب العناصر النزرة ، على الرغم من المحتوى المنخفض للغاية في الكائنات الحية ، دورًا مهمًا في العمليات الحيوية. اليودجزء من هرمون الغدة الدرقية - هرمون الغدة الدرقية ، كوبالت- في تكوين فيتامين ب 12 ، يحتوي على هرمون جزء جزيرة البنكرياس - الأنسولين - الزنك... في بعض الأسماك ، يحل النحاس محل الحديد في جزيئات الصبغة الحاملة للأكسجين.

مواد غير عضوية

ماء

H 2 O هو المركب الأكثر شيوعًا في الكائنات الحية. يختلف محتواها في الخلايا المختلفة بشكل كبير: من 10٪ في مينا الأسنان إلى 98٪ في جسم قنديل البحر ، لكنها في المتوسط ​​تشكل حوالي 80٪ من وزن الجسم. يرجع الدور المهم للغاية للمياه في ضمان العمليات الحيوية إلى خصائصها الفيزيائية والكيميائية. إن قطبية الجزيئات والقدرة على تكوين روابط هيدروجينية تجعل الماء مذيبًا جيدًا لعدد كبير من المواد. لا يمكن أن تحدث معظم التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية إلا في محلول مائي. يشارك الماء أيضًا في العديد من التحولات الكيميائية.

يختلف العدد الإجمالي للروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء باختلاف t °. في t ° ذوبان الجليد يدمر حوالي 15٪ من الروابط الهيدروجينية عند درجة حرارة 40 درجة مئوية - نصف. في الانتقال إلى الحالة الغازية ، يتم تدمير جميع الروابط الهيدروجينية. هذا يفسر السعة الحرارية العالية للماء. عندما تتغير درجة حرارة البيئة الخارجية ، يمتص الماء أو يطلق الحرارة بسبب التمزق أو التكوين الجديد للروابط الهيدروجينية. وبهذه الطريقة تكون التقلبات في درجات الحرارة داخل الخلية أقل مما هي عليه في البيئة. الحرارة العالية للتبخر هي أساس آلية فعالة لنقل الحرارة في النباتات والحيوانات.

يشارك الماء كمذيب في ظاهرة التناضح والتي تلعب دورًا مهمًا في النشاط الحيوي لخلية الجسم. التناضح هو تغلغل جزيئات المذيب من خلال غشاء شبه نافذ في محلول مادة ما. الأغشية شبه المنفذة هي تلك التي تسمح بمرور جزيئات المذيب ، لكنها لا تسمح بمرور جزيئات (أو أيونات) المذاب. وبالتالي ، فإن التناضح هو انتشار أحادي الاتجاه لجزيئات الماء في اتجاه الحل.

املاح معدنية

معظم الخلايا غير العضوية في الداخل تكون في شكل أملاح في حالة منفصلة أو صلبة. تركيز الكاتيونات والأنيونات في الخلية وفي بيئتها ليس هو نفسه. تحتوي الخلية على الكثير من K والكثير من Na. في البيئة خارج الخلية ، على سبيل المثال ، في بلازما الدم ، في مياه البحر ، على العكس من ذلك ، هناك الكثير من الصوديوم وقليل من البوتاسيوم. تهيج الخلية يعتمد على نسبة تركيزات أيونات Na + ، K + ، Ca 2+ ، Mg 2+. في أنسجة الحيوانات متعددة الخلايا ، K هو جزء من مادة متعددة الخلايا تضمن تماسك الخلايا وترتيبها المنظم. يعتمد الضغط الاسموزي في الخلية وخصائصه التخزينية إلى حد كبير على تركيز الأملاح. التخزين المؤقت هو قدرة الخلية على الحفاظ على تفاعل قلوي قليلًا لمحتوياتها عند مستوى ثابت. يتم توفير التخزين المؤقت داخل الخلية بشكل أساسي بواسطة أيونات H 2 PO 4 و HPO 4 2-. في السوائل والدم خارج الخلية ، يلعب H 2 CO 3 و HCO 3 دور المخزن المؤقت. ترتبط الأنيونات بأيونات H وأيونات الهيدروكسيد (OH -) ، والتي بسببها لا يتغير التفاعل داخل خلية السوائل خارج الخلية عمليًا. توفر الأملاح المعدنية غير القابلة للذوبان (على سبيل المثال ، فوسفات الكالسيوم) قوة للأنسجة العظمية للفقاريات وأصداف الرخويات.

المادة العضوية الخلوية

بروتين

من بين المواد العضوية للخلية ، تحتل البروتينات المرتبة الأولى من حيث الكمية (10-12٪ من الكتلة الكلية للخلية) ومن حيث القيمة. البروتينات عبارة عن بوليمرات عالية الوزن الجزيئي (بوزن جزيئي يتراوح من 6000 إلى مليون وما فوق) ، ومونومراتها عبارة عن أحماض أمينية. تستخدم الكائنات الحية 20 من الأحماض الأمينية ، على الرغم من وجود الكثير منها. يحتوي أي حمض أميني على مجموعة أمينية (-NH 2) ، والتي لها خصائص أساسية ، ومجموعة الكربوكسيل (COOH) ، والتي لها خصائص حمضية. يتم دمج اثنين من الأحماض الأمينية في جزيء واحد عن طريق إنشاء رابطة HN-CO مع إطلاق جزيء الماء. تسمى الرابطة بين المجموعة الأمينية لحمض أميني واحد وكربوكسيل آخر رابطة الببتيد. البروتينات هي عديد ببتيدات تحتوي على عشرات أو مئات من الأحماض الأمينية. تختلف جزيئات البروتينات المختلفة عن بعضها البعض في الوزن الجزيئي والعدد وتكوين الأحماض الأمينية وتسلسل ترتيبها في سلسلة البولي ببتيد. لذلك من المفهوم أن البروتينات متنوعة للغاية ، ويقدر عددها في جميع أنواع الكائنات الحية بـ 10 10-10 12.

تسمى سلسلة روابط الأحماض الأمينية المتصلة بروابط الببتيد التساهمية في تسلسل معين البنية الأساسية للبروتين. تكون البروتينات في الخلايا على شكل ألياف أو كرات ملتوية حلزونيًا (كريات). هذا يرجع إلى حقيقة أنه في البروتين الطبيعي ، يتم وضع سلسلة البولي ببتيد بطريقة محددة بدقة ، اعتمادًا على التركيب الكيميائي للأحماض الأمينية المكونة لها.

في البداية ، لفائف سلسلة البولي ببتيد. ينشأ الجذب بين ذرات الحلقات المجاورة وتتشكل الروابط الهيدروجينية ، على وجه الخصوص ، بين مجموعات NH- و CO- الموجودة في الحلقات المجاورة. تشكل سلسلة من الأحماض الأمينية الملتوية في شكل حلزوني البنية الثانوية للبروتين. نتيجة لمزيد من طي اللولب ، ينشأ تكوين خاص بكل بروتين يسمى الهيكل الثالث. يرجع التركيب الثلاثي إلى تأثير قوى التماسك بين الجذور الكارهة للماء الموجودة في بعض الأحماض الأمينية والروابط التساهمية بين مجموعات SH من حمض السيستين (روابط S-S). عدد الأحماض الأمينية بواسطة الجذور الكارهة للماء والسيستين ، بالإضافة إلى ترتيب ترتيبها في سلسلة البولي ببتيد ، محدد لكل بروتين. وبالتالي ، يتم تحديد خصائص البنية الثلاثية للبروتين من خلال هيكله الأساسي. يُظهر البروتين نشاطًا بيولوجيًا فقط في شكل بنية ثلاثية. لذلك ، فإن استبدال حتى حمض أميني واحد في سلسلة البولي ببتيد يمكن أن يؤدي إلى تغيير في تكوين البروتين وإلى انخفاض أو فقدان نشاطه البيولوجي.

في بعض الحالات ، تتحد جزيئات البروتين مع بعضها البعض ويمكن أن تؤدي وظيفتها فقط في شكل مجمعات. وبالتالي ، فإن الهيموغلوبين مركب من أربعة جزيئات ، وفي هذا الشكل فقط يكون قادرًا على ربط ونقل الأكسجين ، وتمثل المجاميع المماثلة التركيب الرباعي للبروتين. من خلال تكوينها ، تنقسم البروتينات إلى فئتين رئيسيتين - بسيطة ومعقدة. تتكون البروتينات البسيطة فقط من الأحماض الأمينية والأحماض النووية (النيوكليوتيدات) والدهون (البروتينات الدهنية) وأنا (البروتينات المعدنية) و P (البروتينات الفوسفورية).

وظائف البروتينات في الخلية متنوعة للغاية. واحدة من أهمها هي وظيفة البناء: تشارك البروتينات في تكوين جميع أغشية الخلايا وعضيات الخلية ، وكذلك الهياكل داخل الخلايا. الدور الأنزيمي (التحفيزي) للبروتينات مهم للغاية. تعمل الإنزيمات على تسريع التفاعلات الكيميائية في الخلية بمقدار 10 كي و 100 وليس مليون مرة. يتم توفير الوظيفة الحركية بواسطة بروتينات مقلصة خاصة. تشارك هذه البروتينات في جميع أنواع الحركات التي تستطيع الخلايا والكائنات الحية القيام بها: وميض الأهداب وضرب الأسواط في البروتوزوا ، وتقلص العضلات في الحيوانات ، وحركة الأوراق في النباتات ، وما إلى ذلك ، وتتمثل وظيفة نقل البروتينات في ربط العناصر الكيميائية (على سبيل المثال ، يعلق الهيموجلوبين O) أو المواد النشطة بيولوجيًا (الهرمونات) وينقلها إلى أنسجة وأعضاء الجسم. يتم التعبير عن وظيفة الحماية في شكل إنتاج بروتينات خاصة تسمى الأجسام المضادة استجابة لاختراق البروتينات أو الخلايا الأجنبية في الجسم. تربط الأجسام المضادة المواد الغريبة وتحييدها. تلعب البروتينات دورًا مهمًا كمصادر للطاقة. مع انشقاق كامل ، 1 جرام. يتم تحرير البروتينات 17.6 كيلو جول (~ 4.2 كيلو كالوري).

الكربوهيدرات

الكربوهيدرات أو السكريات - مواد عضوية لها الصيغة العامة (CH 2 O) n. تحتوي معظم الكربوهيدرات على ضعف عدد ذرات H مثل جزيئات الماء. لذلك ، كانت تسمى هذه المواد الكربوهيدرات. في الخلية الحية ، توجد الكربوهيدرات بكميات لا تتجاوز 1-2 ، وأحيانًا 5٪ (في الكبد والعضلات). الخلايا النباتية هي الأكثر ثراءً في الكربوهيدرات ، حيث يصل محتواها في بعض الحالات إلى 90٪ من كتلة المادة الجافة (البذور ، درنات البطاطس ، إلخ).

الكربوهيدرات بسيطة ومعقدة. الكربوهيدرات البسيطة تسمى السكريات الأحادية. اعتمادًا على عدد ذرات الكربوهيدرات في الجزيء ، تسمى السكريات الأحادية التثليث ، الرباعي ، البنتوز ، أو السداسي. من بين السكريات الأحادية الكربونية الستة - السداسي - الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز هي الأهم. تم العثور على الجلوكوز في الدم (0.1-0.12٪). تعتبر خماسي الريبوز و deoxyribose جزءًا من الأحماض النووية و ATP. إذا تم الجمع بين اثنين من السكريات الأحادية في جزيء واحد ، فإن هذا المركب يسمى ثنائي السكاريد. يتكون السكر الصالح للأكل ، الذي يتم الحصول عليه من قصب السكر أو بنجر السكر ، من جزيء جلوكوز واحد وجزيء فركتوز واحد ، ويتكون سكر الحليب من الجلوكوز والجالاكتوز.

الكربوهيدرات المعقدة ، التي تتكون من العديد من السكريات الأحادية ، تسمى السكريات. مونومر السكريات مثل النشا ، الجليكوجين ، السليلوز هو الجلوكوز. تؤدي الكربوهيدرات وظيفتين رئيسيتين: البناء والطاقة. يشكل السليلوز جدران الخلايا النباتية. يعمل الكيتين متعدد السكاريد المعقد كمكون هيكلي رئيسي للهيكل العظمي الخارجي للمفصليات. يؤدي الكيتين أيضًا وظيفة البناء في الفطريات. تلعب الكربوهيدرات دور المصدر الرئيسي للطاقة في الخلية. في عملية أكسدة 1 غرام من الكربوهيدرات ، يتم تحرير 17.6 كيلو جول (~ 4.2 كيلو كالوري). يتم ترسيب النشا في النباتات والجليكوجين في الحيوانات في الخلايا ويعملون كاحتياطي للطاقة.

احماض نووية

أهمية الأحماض النووية في الخلية عالية جدًا. توفر خصائص تركيبها الكيميائي إمكانية تخزين ونقل ونقل المعلومات حول بنية جزيئات البروتين ، والتي يتم تصنيعها في كل نسيج في مرحلة معينة من التطور الفردي ، عن طريق الوراثة إلى الخلايا الوليدة. نظرًا لأن معظم خصائص وخصائص الخلايا تحددها البروتينات ، فمن الواضح أن استقرار الأحماض النووية هو أهم شرط للتشغيل الطبيعي للخلايا والكائنات الحية بأكملها. أي تغيرات في بنية الخلايا أو نشاط العمليات الفسيولوجية فيها ، مما يؤثر على النشاط الحيوي. تعتبر دراسة بنية الأحماض النووية مهمة للغاية لفهم وراثة السمات في الكائنات الحية وأنماط عمل كل من الخلايا الفردية والأنظمة الخلوية - الأنسجة والأعضاء.

هناك نوعان من الأحماض النووية - DNA و RNA. الحمض النووي عبارة عن بوليمر يتكون من حلزوني نيوكليوتيدات ، محاطين بطريقة يتم فيها تكوين حلزون مزدوج. مونومرات جزيئات الدنا هي نيوكليوتيدات تتكون من قاعدة نيتروجينية (أدينين ، ثايمين ، جوانين ، أو سيتوزين) ، كربوهيدرات (ديوكسيريبوز) ، وبقايا حمض الفوسفوريك. ترتبط القواعد النيتروجينية في جزيء الحمض النووي ببعضها البعض من خلال عدد غير متساوٍ من روابط H ويتم ترتيبها في أزواج: الأدينين (A) دائمًا ضد الثايمين (T) ، الجوانين (G) ضد السيتوزين (C).

ترتبط النيوكليوتيدات ببعضها البعض ليس عن طريق الصدفة ، ولكن بشكل انتقائي. تسمى القدرة على التفاعل الانتقائي للأدينين مع الثايمين والجوانين مع السيتوزين بالتكامل. يُفسر التفاعل التكميلي لبعض النيوكليوتيدات بخصائص الترتيب المكاني للذرات في جزيئاتها ، والتي تسمح لها بالاقتراب من بعضها البعض وتشكيل روابط H. في سلسلة عديد النوكليوتيدات ، ترتبط النيوكليوتيدات المجاورة من خلال السكر (الديوكسيريبوز) وبقايا حمض الفوسفوريك. الحمض النووي الريبي ، مثل الحمض النووي ، هو بوليمر ، ومونومراته عبارة عن نيوكليوتيدات. القواعد النيتروجينية للنيوكليوتيدات الثلاثة هي نفسها التي تتكون منها الحمض النووي (A ، G ، C) ؛ الرابع - uracil (U) - موجود في جزيء RNA بدلاً من الثايمين. تختلف نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي عن نيوكليوتيدات الحمض النووي وفي بنية الكربوهيدرات المكونة لها (الريبوز بدلاً من الديوكسيريبوز).

في سلسلة الحمض النووي الريبي ، ترتبط النيوكليوتيدات بتكوين روابط تساهمية بين ريبوز أحد النيوكليوتيدات وبقايا حمض الفوسفوريك في آخر. يختلف نوعان من الحمض النووي الريبي المجدول في البنية. الحمض النووي الريبي ثنائي الشريطة هم الحراس على المعلومات الجينية في عدد من الفيروسات ، أي يؤدون وظائف الكروموسومات. تقوم RNAs أحادية الشريطة بنقل المعلومات حول بنية البروتينات من الكروموسوم إلى مكان تركيبها وتشارك في تخليق البروتينات.

هناك عدة أنواع من الحمض النووي الريبي وحيد الشريطة. تعود أسمائهم إلى الوظيفة المؤداة أو الموقع في الخلية. معظم الحمض النووي الريبي في السيتوبلازم (حتى 80-90 ٪) هو RNA الريبوسوم (الرنا الريباسي) الموجود في الريبوسومات. جزيئات RRNA صغيرة نسبيًا وتتكون من 10 نيوكليوتيدات في المتوسط. نوع آخر من الحمض النووي الريبي (mRNA) يحمل معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات المراد تصنيعها في الريبوسومات. يعتمد حجم هذه الحمض النووي الريبي على طول قطعة الحمض النووي التي تم تصنيعها فيها. تخدم RNAs للنقل عدة وظائف. يقومون بإيصال الأحماض الأمينية إلى موقع تخليق البروتين ، "يتعرفون" (وفقًا لمبدأ التكامل) على الثلاثي والحمض النووي الريبي المقابل للحمض الأميني المنقول ، ويقومون بالتوجيه الدقيق للحمض الأميني على الريبوسوم.

الدهون والدهون

الدهون هي مركبات من الأحماض الدهنية عالية الوزن الجزيئي والكحول ثلاثي الهيدروجين الجلسرين. لا تذوب الدهون في الماء - فهي كارهة للماء. تحتوي الخلية دائمًا على مواد معقدة أخرى شبيهة بالدهون تسمى الدهون. الطاقة هي إحدى الوظائف الرئيسية للدهون. أثناء تقسيم 1 جرام من الدهون إلى CO 2 و H 2 O ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة - 38.9 كيلو جول (~ 9.3 كيلو كالوري). يتراوح محتوى الدهون في الخلية بين 5-15٪ من وزن المادة الجافة. في خلايا الأنسجة الحية ، تزداد كمية الدهون إلى 90٪. تتمثل الوظيفة الرئيسية للدهون في عالم الحيوان (والنبات جزئيًا) في التخزين.

مع أكسدة 1 جرام من الدهون (لثاني أكسيد الكربون والماء) ، يتم إطلاق حوالي 9 كيلو كالوري من الطاقة. (1 كيلو كالوري = 1000 كالوري ، السعرات الحرارية (كالوري ، كالوري) هي وحدة غير منهجية للعمل والطاقة ، مساوية لكمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 مل من الماء لكل 1 درجة مئوية عند ضغط جوي معياري 101.325 كيلو باسكال ؛ 1 كيلو كالوري = 4.19 كيلو جول) ... أثناء الأكسدة (في الجسم) يتم إطلاق 1 جرام من البروتينات أو الكربوهيدرات فقط حوالي 4 كيلو كالوري / جرام. في مجموعة متنوعة من الكائنات المائية - من الدياتومات أحادية الخلية إلى أسماك القرش العملاقة - تطفو الدهون ، مما يقلل من متوسط ​​كثافة الجسم. تبلغ كثافة الدهون الحيوانية حوالي 0.91-0.95 جم / سم مكعب. تقترب كثافة عظام الفقاريات من 1.7-1.8 جم / سم مكعب ، ويقترب متوسط ​​كثافة معظم الأنسجة الأخرى من 1 جم / سم مكعب. من الواضح أن هناك حاجة إلى الكثير من الدهون "لتوازن" الهيكل العظمي الثقيل.

تؤدي الدهون والدهون أيضًا وظيفة بناء: فهي جزء من أغشية الخلايا. بسبب الموصلية الحرارية السيئة ، فإن الدهون قادرة على القيام بوظيفة الحماية. في بعض الحيوانات (الفقمة ، الحيتان) ، تترسب في الأنسجة الدهنية تحت الجلد مكونة طبقة يصل سمكها إلى متر واحد ، تسبق تكوين بعض الدهون تكوين عدد من الهرمونات. وبالتالي ، فإن هذه المواد لها أيضًا وظيفة تنظيم عمليات التمثيل الغذائي.

تُعرف بيولوجيا الخلية عمومًا لكل من المناهج الدراسية. ندعوك لتذكر ما تعلمته ذات مرة ، وكذلك اكتشاف شيء جديد عنها. تم اقتراح اسم "القفص" منذ عام 1665 من قبل الإنجليزي ر. هوك. ومع ذلك ، لم تبدأ دراستها بشكل منهجي إلا في القرن التاسع عشر. اهتم العلماء ، من بين أمور أخرى ، بدور الخلية في الجسم. يمكن أن تكون في تكوين العديد من الأعضاء والكائنات المختلفة (البيض ، البكتيريا ، الأعصاب ، كريات الدم الحمراء) أو أن تكون كائنات حية مستقلة (البروتوزوا). على الرغم من كل تنوعها ، هناك الكثير من الأشياء المشتركة في وظائفها وهيكلها.

وظائف الخلية

كلهم مختلفون في الشكل وغالبًا في الوظيفة. يمكن أن تختلف خلايا أنسجة وأعضاء كائن حي بشكل كبير. ومع ذلك ، فإن بيولوجيا الخلية تميز الوظائف المتأصلة في جميع أنواعها. هذا هو المكان الذي يحدث فيه تخليق البروتين دائمًا. يتم التحكم في هذه العملية ، فالخلية التي لا تصنع البروتينات هي في الأساس ميتة. الخلية الحية هي الخلية التي تتغير مكوناتها باستمرار. ومع ذلك ، تظل الفئات الرئيسية للمواد دون تغيير.

تتم جميع العمليات في الخلية باستخدام الطاقة. هذه هي التغذية ، التنفس ، التكاثر ، التمثيل الغذائي. لذلك ، تتميز الخلية الحية بحقيقة أن تبادل الطاقة يحدث فيها طوال الوقت. كل واحد منهم لديه خاصية مشتركة الأكثر أهمية - القدرة على تخزين الطاقة وإنفاقها. وتشمل الوظائف الأخرى الانقسام والتهيج.

يمكن لجميع الخلايا الحية الاستجابة للتغيرات الكيميائية أو الفيزيائية في بيئتها. هذه الخاصية تسمى استثارة أو تهيج. في الخلايا ، عند الإثارة ، يتغير معدل تحلل المواد والتخليق الحيوي ودرجة الحرارة واستهلاك الأكسجين. في هذه الحالة ، يؤدون الوظائف الملازمة لهم.

هيكل الخلية

هيكلها معقد للغاية ، على الرغم من أنها تعتبر أبسط أشكال الحياة في علم مثل علم الأحياء. توجد الخلايا في المادة بين الخلايا. يوفر لهم التنفس والتغذية والقوة الميكانيكية. النواة والسيتوبلازم هما اللبنات الأساسية لكل خلية. كل واحد منهم مغطى بغشاء ، عنصر البناء الذي هو جزيء. أثبت علم الأحياء أن الغشاء يتكون من العديد من الجزيئات. يتم ترتيبها في عدة طبقات. بسبب الغشاء ، تخترق المواد بشكل انتقائي. في السيتوبلازم توجد عضيات - أصغر الهياكل. هذه هي الشبكة الإندوبلازمية ، الميتوكوندريا ، الريبوسومات ، مركز الخلية ، مجمع جولجي ، الجسيمات الحالة. سيكون لديك فهم أفضل لشكل الخلايا من خلال دراسة الرسومات المقدمة في هذه المقالة.

غشاء

الشبكة الأندوبلازمية

تم تسمية هذا العضو العضوي بهذا الاسم لأنه يقع في الجزء المركزي من السيتوبلازم (من اليونانية تُرجمت كلمة "إندون" على أنها "داخل"). EPS هو نظام متفرع جدًا من الحويصلات والأنابيب والأنابيب ذات الأشكال والأحجام المختلفة. يتم تحديدها من الأغشية.

هناك نوعان من EPS. الأول عبارة عن حبيبات ، ويتكون من صهاريج وأنابيب ، يتخلل سطحها حبيبات (حبيبات). النوع الثاني من EPS هو حبيبي ، أي سلس. جراناس ريبوسومات. من الغريب أن يتم ملاحظة EPS الحبيبي بشكل أساسي في خلايا أجنة الحيوانات ، بينما في الأشكال البالغة عادة ما يكون حبيبيًا. كما تعلم ، فإن الريبوسومات هي موقع تخليق البروتين في السيتوبلازم. بناءً على ذلك ، يمكن افتراض أن EPS الحبيبي يحدث في الغالب في الخلايا حيث يحدث تخليق البروتين النشط. يُعتقد أن الشبكة الحبيبية يتم تمثيلها بشكل أساسي في تلك الخلايا التي يحدث فيها تخليق نشط للدهون ، أي الدهون والمواد المختلفة الشبيهة بالدهون.

لا يشارك كلا النوعين من EPS في تركيب المواد العضوية فقط. هنا تتراكم هذه المواد ، ويتم نقلها أيضًا إلى الأماكن الضرورية. ينظم EPS أيضًا عملية التمثيل الغذائي التي تحدث بين البيئة والخلية.

الريبوسومات

الميتوكوندريا

تشمل عضيات الطاقة الميتوكوندريا (في الصورة أعلاه) والبلاستيدات الخضراء. الميتوكوندريا هي نوع من محطات الطاقة في كل خلية. في نفوسهم يتم استخراج الطاقة من العناصر الغذائية. تتنوع الميتوكوندريا في الشكل ، ولكنها في الغالب عبارة عن حبيبات أو خيوط. عددهم وحجمهم ليسا ثابتين. يعتمد ذلك على ما هو النشاط الوظيفي لخلية معينة.

إذا نظرت إلى صورة مجهرية إلكترونية ، يمكنك أن ترى أن الميتوكوندريا لها غشاءان: غشاء داخلي وآخر خارجي. يشكل الجزء الداخلي نواتج (كرستاي) مغطاة بالإنزيمات. بسبب وجود cristae ، يزداد إجمالي سطح الميتوكوندريا. هذا مهم لكي يستمر نشاط الإنزيمات بنشاط.

في الميتوكوندريا ، وجد العلماء ريبوسومات معينة و DNA. هذا يسمح لهذه العضيات بالتكاثر بشكل مستقل أثناء انقسام الخلايا.

البلاستيدات الخضراء

أما بالنسبة للبلاستيدات الخضراء ، فهي في الشكل عبارة عن قرص أو كرة ذات غلاف مزدوج (داخلي وخارجي). يوجد داخل هذا العضو العضوي أيضًا الريبوسومات والحمض النووي والجرانا - تكوينات غشائية خاصة مرتبطة بكل من الغشاء الداخلي وفيما بينها. يوجد الكلوروفيل على وجه التحديد في الأغشية الحبيبية. بفضله ، يتم تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). في البلاستيدات الخضراء ، يتم استخدامه لتخليق الكربوهيدرات (المكونة من الماء وثاني أكسيد الكربون).

موافق ، المعلومات المقدمة أعلاه تحتاج إلى معرفتها ليس فقط من أجل اجتياز الاختبار في علم الأحياء. الخلية هي مادة البناء التي يتكون منها أجسادنا. وكل الطبيعة الحية عبارة عن مجموعة معقدة من الخلايا. كما ترى ، هناك العديد من المكونات التي تبرز فيها. للوهلة الأولى ، قد يبدو أن دراسة بنية الخلية ليست مهمة سهلة. ومع ذلك ، إذا نظرت إليها ، فإن هذا الموضوع ليس بهذه الصعوبة. تحتاج إلى معرفته حتى تكون على دراية جيدة بعلم مثل علم الأحياء. يعد تكوين الخلية أحد موضوعاتها الأساسية.

مثل كل الكائنات الحية ، يتكون جسم الإنسان من خلايا. بسبب التركيب الخلوي للجسم ، من الممكن نموه وتكاثره واستعادة الأعضاء والأنسجة التالفة وأشكال النشاط الأخرى. يختلف شكل وحجم الخلايا وتعتمد على الوظيفة التي تؤديها.

في كل خلية ، يتم تمييز جزأين رئيسيين - السيتوبلازم والنواة ، السيتوبلازم ، بدوره ، يحتوي على عضيات - أصغر هياكل الخلية التي توفر نشاطها الحيوي (الميتوكوندريا ، الريبوسومات ، مركز الخلية ، إلخ). في النواة ، قبل انقسام الخلية ، تتشكل أجسام شبيهة بالخيوط - الكروموسومات. الجزء الخارجي من الخلية مغطى بغشاء يفصل خلية عن أخرى. تمتلئ المساحة بين الخلايا بمادة سائلة بين الخلايا. تتمثل الوظيفة الرئيسية للغشاء في أنه يضمن الدخول الانتقائي للمواد المختلفة إلى الخلية وإزالة المنتجات الأيضية منها.

تتكون خلايا جسم الإنسان من مجموعة متنوعة من المواد غير العضوية (الماء والأملاح المعدنية) والمواد العضوية (الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية).

تتكون الكربوهيدرات من الكربون والهيدروجين والأكسجين. كثير منها قابل للذوبان في الماء بسهولة وهي المصادر الرئيسية للطاقة لتنفيذ العمليات الحيوية.

تتكون الدهون من نفس العناصر الكيميائية مثل الكربوهيدرات. فهي غير قابلة للذوبان في الماء. الدهون جزء من أغشية الخلايا وهي أيضًا مصدر أساسي للطاقة في الجسم.

البروتينات هي اللبنات الأساسية لبناء الخلايا. إن بنية البروتينات معقدة: جزيء البروتين كبير وهو عبارة عن سلسلة تتكون من عشرات ومئات من المركبات الأبسط - الأحماض الأمينية. تعمل العديد من البروتينات كإنزيمات تسرع من مسار العمليات الكيميائية الحيوية في الخلية.

تتكون الأحماض النووية المنتجة في نواة الخلية من الكربون والأكسجين والهيدروجين والفوسفور. هناك نوعان من الأحماض النووية:

1) توجد في الكروموسومات deoxyribonucleic (DNA) وتحدد تكوين بروتينات الخلية ونقل الصفات والخصائص الوراثية من الآباء إلى النسل ؛

2) الحمض النووي الريبي (RNA) - يرتبط بتكوين البروتينات المميزة لهذه الخلية.

فيزيولوجيا الخلية

تحتوي الخلية الحية على عدد من الخصائص: القدرة على التمثيل الغذائي والتكاثر والتهيج والنمو والحركة ، والتي على أساسها يتم تنفيذ وظائف الكائن الحي بأكمله.

يتكون السيتوبلازم ونواة الخلية من مواد تدخل الجسم عبر الجهاز الهضمي. في عملية الهضم ، يحدث التحلل الكيميائي للمواد العضوية المعقدة بتكوين مركبات أبسط يتم إحضارها إلى الخلية بالدم. تستخدم الطاقة المنبعثة أثناء التحلل الكيميائي للحفاظ على النشاط الحيوي للخلايا. في عملية التخليق الحيوي ، تتم معالجة المواد البسيطة التي تدخل الخلية إلى مركبات عضوية معقدة. منتجات النفايات - ثاني أكسيد الكربون والماء والمركبات الأخرى - ينقل الدم من الخلية إلى الكلى والرئتين والجلد ، مما يؤدي إلى إطلاقها في البيئة الخارجية. نتيجة لعملية التمثيل الغذائي هذه ، يتم تجديد تكوين الخلايا باستمرار: تتشكل بعض المواد فيها ، ويتم تدمير البعض الآخر.

الخلية ، كوحدة أولية في نظام حي ، لديها تهيج ، أي القدرة على الاستجابة للتأثيرات الخارجية والداخلية.

تتكاثر معظم الخلايا في جسم الإنسان عن طريق الانقسام غير المباشر. قبل الانقسام ، يكتمل كل كروموسوم بالمواد الموجودة في النواة ويصبح مزدوجًا.

تتكون عملية الانشطار غير المباشر من عدة مراحل.

1. زيادة حجم اللب. فصل الكروموسومات لكل زوج عن بعضها البعض وتشتتها في جميع أنحاء الخلية ؛ تشكيل من مركز خلية مغزل الانقسام.

2. محاذاة الكروموسومات ضد بعضها البعض في مستوى خط استواء الخلية وربط خيوط المغزل بها.

3. تباعد الكروموسومات المزدوجة من المركز إلى القطبين المعاكسين للخلية.

4. تكوين نواتين من فصل الكروموسومات ، وظهور انقباض ، ثم حاجز على جسم الخلية.

نتيجة لهذا الانقسام ، يتم ضمان التوزيع الدقيق للكروموسومات - ناقلات الصفات الوراثية وخصائص الكائن الحي - بين خليتين ابنتيتين.

يمكن أن تنمو الخلايا بزيادة الحجم ، وبعضها لديه القدرة على الحركة.