Buňka: jídlo a stavba. Hodnota výživy buněk. Příklady buněčné výživy

Moderní experimentální studie zjistily, že buňka je nejsložitější strukturální a funkční jednotkou prakticky všech živých organismů, s výjimkou virů, které jsou necelulárními formami života. Cytologie zkoumá strukturu, stejně jako životně důležitou aktivitu buňky: dýchání, výživa, reprodukce, růst. Tyto procesy budou zváženy v tomto dokumentu.

Struktura buňky

S použitím světelného a elektronového mikroskopu biologové zjistili, že rostlinné a živočišné buňky obsahují povrchové přístroje (supramembránové a submembránové komplexy), cytoplazmy a organely. V živočišných buňkách nad membránou se nachází glykokalyx, který obsahuje enzymy a poskytuje buněčné výživy mimo cytoplazmu. Nechte buňky rostlin, (bakterie a kyanobakterie), stejně jako houby, vzniká nad membránou buněčná stěna, která se skládá z celulózy, ligninu nebo mureinu.

Jádro je povinnou organelou eukaryot. V něm je dědičný materiál - DNA, která má formu chromozomů. Bakterie a cyanobakterie obsahují nukleoid, který působí jako nosič deoxyribonukleové kyseliny. Všichni provádějí striktně specifické funkce, které způsobují metabolické buněčné procesy.

Co tím myslíme pojmem "buněčná výživa"

Životní projevy buňky nejsou nic jiného než přenos energie a její přeměna z jednoho druhu na druhého (podle prvního zákona termodynamiky). Energie, která je v živinách v latentním, tj. Vázaném stavu, přechází do ATP molekul. Na otázku, co je výživa buněk v biologii, existuje odpověď, která bere v úvahu následující postuláty:

1. Buňka, která je otevřeným biosystémem, vyžaduje konstantní příliv energie z vnějšího prostředí.
2. Organické látky potřebné pro výživu, buňka může získat dvěma způsoby:

a) z mezibuněčného prostředí, ve formě hotových sloučenin;

b) samostatně syntetizují bílkoviny, sacharidy a tuky z oxidu uhličitého, amoniaku atd.

Proto jsou všechny organismy rozděleny na heterotrofní a autotrofní, jejichž metabolismus je studován biochemií.

Metabolismus a energie

Organické látky vstupující do buňky se štěpí, což vede k uvolnění energie jako molekul ATP nebo NADP-H2. Celá sada reakcí asimilace a disimilace je metabolismus. Níže uvažujeme o krocích výměna energie, poskytování nutričních heterotrofních buněk. Nejprve se proteiny, sacharidy a lipidy dělí na své monomery: aminokyseliny, glukóza, glycerin a mastné kyseliny. Potom během anoxického štěpení procházejí dalším rozkladem (anaerobní trávení).

Tímto způsobem dochází k výživě intracelulárních parazitů: ricketcie, chlamydií a patogenních bakterií, například klostridií. Jednotlivé kvasinkové houby rozkládají glukózu na ethanol, bakterie mléčného kvašení - na kyselinu mléčnou. Tudíž glykolýza, alkohol, olejnatá kyselina, mléčná fermentace jsou příklady buněčné výživy v důsledku anaerobního štěpení heterotrofů.

Autotrofie a vlastnosti metabolických procesů

Pro organismy žijící na Zemi je hlavním zdrojem energie Slunce. Díky němu jsou poskytovány potřeby obyvatel naší planety. Některé z nich syntetizují živiny kvůli světelné energii, nazývají se fototrofy. Jiní - s pomocí energie oxidační-redukční reakce, jsou nazýváni hemotrophs. Nechte jednobuněčné řasy výživa buňky, jejíž fotografie jsou uvedeny níže, se provádí fotosynteticky.

Zelené rostliny obsahují chlorofyl, který je součástí chloroplastů. Hraje roli antény, která zachycuje kvantové světla. V lehké a tmavé fázi fotosyntézy dochází k enzymatickým reakcím (Calvinův cyklus), jehož výsledkem je tvorba kyseliny uhličité ze všech organických látek používaných k výživě. Proto buňka, která je poháněna použitím světelné energie, se nazývá autotrofní nebo fototrofická.

Jednobuněčné organismy tzv hemosintetikami, pro tvorbu organických látek s využitím energie uvolněné chemických reakcí, např., Sloučeniny železa bakterií oxidovat množství železa na železité, a uvolněná energie jde na syntéze molekul glukózy.

Fotosyntetické organismy tedy zachycují světelnou energii a přeměňují ji na energii kovalentních vazeb mono- a polysacharidů. Poté, prostřednictvím vazeb dodavatelských řetězců, se energie přenáší do buněk heterotrofních organismů. Jinými slovy, díky fotosyntéze existují všechny strukturální prvky biosféry. Lze říci, že buňka, která se živí autotrofně, živí nejenom sama, ale také, co žije na planetě Zemi.

Jak se živí heterotrofní organismy?

Buňka, jejíž potravina závisí na příjmu organických látek z vnějšího prostředí, se nazývá heterotrofní. Takové organismy jako houby, zvířata, lidé, stejně jako parazitické bakterie rozkládají sacharidy, bílkoviny a tuky pomocí trávicích enzymů.

Poté byla výsledná monomery absorbovány buňky a používá jej k budování svých organel a život. Rozpuštěné živiny vstupují do buňky pinocytózou, a pevné částice potravin - fagocytózy. Heterotrofní organismy mohou být rozděleny do saprotroph a parazity. První (např, půdní bakterie, houby, některé hmyz) živí mrtvé organické hmoty, a posledně jmenované (bakterie, červi, parazitní houby) - buňky a tkáně živých organismů.

Miksotrofy, jejich rozšíření v přírodě

Smíšená potrava v přírodě je poměrně vzácné a je forma nástroj (idioadaptatsy) na různých faktorech prostředí. Hlavní podmínkou mixotrofní - je přítomnost v buňkách a organel, které obsahují chlorofyl pro fotosyntézu a enzymatických systémů, které štěpí hotové živiny přicházející z okolního prostředí. Například jednobuněčné zvíře euglena zelená Chlorofyl s chlorofylem v hyaloplazmě.

Když zásobník, ve kterém žije euglena, je dobře osvětlen, jedí jako rostlina, tj. Autotrofně, fotosyntézou. V důsledku toho se glukóza syntetizuje z oxidu uhličitého, který buňka používá jako potravu. V noci se euglena podává heterotrofně, dělí organické látky s enzymy v trávicích vakuolách. Vědci tedy považují mixotrofní výživu buňky za důkaz jednoty původu rostlin a zvířat.

Růst buňky a její vztah k trofismu

Zvýšení délky, hmotnosti, objemu jak celého organismu, tak jeho jednotlivých orgánů a tkání se nazývá růst. Není možné bez konstantního dodávání živin do buněk, které slouží jako stavební materiál. Chcete-li získat odpověď na otázku, jak pěstovat buňky, které dochází autotrofní výživy, je třeba objasnit, zda se jedná o nezávislý orgán nebo část strukturní jednotky mnohobuněčného jednotlivce. V prvním případě dojde k růstu během interfázového období buněčného cyklu. V tomto procesu se intenzivně vyskytují procesy výměny plastů. Výživa heterotrofních organismů souvisí s přítomností potravin pocházejících z vnějšího prostředí. Výška mnohobuněčného organismu se vyskytuje kvůli aktivaci biosyntézy ve vzdělávacích tkáních, stejně jako převaha anabolických reakcí na procesy katabolismu.

Role kyslíku ve výživě heterotrofických buněk

Aerobní: některé bakterie, houby, zvířata a lidí používá kyslík pro úplné trávení živin, jako je glukóza na oxid uhličitý a vodu (Krebsova cyklu). Vyskytuje se v mitochondriální matrix obsahující enzymatický systém H + -ATP-ASE, který syntetizuje molekulu ATP z ADP. V prokaryotických organismech, jako jsou například aerobních bakterií a sinic, kyslík disimilace krok provádí na plasmatickou membránu buněk.

Specificita výživy gamétu

V molekulární biologii a cytologii může být výživa buňky stručně popsána jako proces dodávání živin do ní, jejich štěpení a syntéza určité části energie ve formě molekul ATP. Trofejní gamety: vajíčka a spermie mají určité zvláštnosti spojené s vysokou specifičností jejich funkcí. To platí zejména pro ženskou sexuální buňku, která je nucena hromadit velké množství živin, zejména ve formě žloutek.

Po oplodnění je použije k rozdrcení a vytvoření embrya. Spermatozoa v procesu dozrávání (spermatogeneze) dostávají organické látky z Sertoliho buňky, umístěné v semenných tubulích. Obě druhy gamét mají tedy vysoký stupeň metabolismu, což je možné díky aktivnímu buněčnému trofismu.

Role minerální výživy

metabolické procesy nejsou možné bez příliv kationtů a aniontů, které tvoří minerální soli. Například, nezbytné pro ion fotosyntéza hořčíku, pro enzymatické systémy mitochondrií - ionty draslíku a vápníku, pro udržení pufrační kapacita hyaloplasm - přítomnost sodíkových iontů, stejně jako uhličitanu anionty kyseliny. Roztoky minerálních solí vstup do buňky pinocytózou nebo difúzí přes buněčnou membránu. Minerální výživa tkvící v obou autotrofních a heterotrofních buněk.

Abychom to shrnuli, jsme zjistili, že hodnoty výkonových buněk skutečně velké, protože tento postup vede k tvorbě stavební materiál (sacharidů, tuků a bílkovin) oxidu uhličitého v autotrofních organismů. Heterotrofní buňky se živí organických látek, vytvořených v důsledku autotrofní aktivity. Výsledná energie, kterou používají pro reprodukci, růst, pohyb a další životně důležité procesy.