Органоиды движения функции кратко

Обновлено: 06.07.2024

Каждый живой организм состоит из клеток, многие из которых способны двигаться. В данной статье мы расскажем об органоидах движения, их строении и выполняемых функциях.

Органоиды движения одноклеточных организмов

В современной биологии клетки делятся на прокариотов и эукариотов. К первым относятся представители простейших организмов, которые содержат одну кольцевую нить ДНК и не имеют ядра (сине-зелёные водоросли, бактерии).

Эукариоты имеют ядро и состоят из разнообразных органоидов, одними из которых являются органоиды движения.

К органоидам движения одноклеточных организмов относятся реснички, жгутики, нитевидные образования – миофибриллы, ложноножки. С их помощью клетка может свободно передвигаться.

Рис. 1. Разновидности органоидов движения у простейших животных.

которые читают вместе с этой

Двигательная функция также может осуществляться за счёт сокращения микроволоконец (мионем), которые расположены в цитоплазме под покровами.

Строение и функции органоидов движения

Органоиды движения – это выросты мембраны, которые в диаметре достигают 0,25 мкм. По своему строению жгутики намного длиннее ресничек.

Длина жгутика сперматозоида у некоторых млекопитающих может достигать 100 мкм, в то время как размер ресничек составляет до 15 мкм.

Несмотря на такие различия, внутреннее строение данных органоидов абсолютно одинаковое. Образуются они из микротрубочек, которые по своему строению схожи с центриолями клеточного центра.

Двигательные движения образуются за счёт скольжения микротрубочек между собой, в результате чего они изгибаются. У основания данных органоидов находится базальное тельце, которое крепит их к клеточной цитоплазме. Чтобы обеспечить работу органоидов движения, клетка расходует энергию АТФ.

Рис. 2. Строение жгутика.

Некоторые клетки (амёбы, лейкоциты) передвигаются за счёт псевдоподий, другими словами – ложноножек. Однако, в отличие от жгутиков и ресничек, псевдоподии – это временные образования. Они могут исчезать и появляться в разных местах цитоплазмы. К их функциям относится передвижение, а также захват пищи и других частиц.

Жгутики состоят из нити, крюка и базального тельца. По числу и расположению этих органоидов на поверхности бактерий они распределяются на:

Монотрихи (один жгутик);
Амфитрихи (по одному жгутику на разных полюсах);
Лофотрихи (пучок образований на одном или обоих полюсах);
Перитрихи (множество жгутиков, расположенных по всей поверхности клетки).

Среди выполняемых функций органоидов движения можно выделить:

обеспечение движением одноклеточного организма;
возможность мышц сокращаться;
защитная реакция дыхательных путей от инородных частиц;
продвижение жидкости.

Жгутиконосцы играют большую роль в круговороте веществ в окружающей среде, многие из них являются хорошими индикаторами загрязнённости водоёмов.

Что мы узнали?

Одними из составляющих элементов клетки являются органоиды движения. К ним относятся жгутики и реснички, которые образованы с помощью микротрубочек. В их функции входит обеспечить движение одноклеточному организму, продвижение жидкостей внутри многоклеточного организма.

Органоиды движения — небольшие наросты на клеточной мембране, состоящие из системы микротрубочек. Они позволяют клеткам свободно перемещаться, что способствует росту живых организмов. Реснички, жгутики, псевдоподии и миофибриллы являются основными представителями органоидов движения. Строение и функции этих органелл изучаются на уроках биологии в 6 классе.

Краткая информация

Органоиды движения содержатся в растительных и животных клетках, входящих в состав многоклеточных организмов. Структура этих органелл формируется из молекул белков и фосфолипидов. Их средний размер составляет 0,25—100 мкм. В таблице перечислены основные особенности органоидов движения.

Наименование органоида движения	Строение	Функции органоидов движения	Название одноклеточного организма
Жгутики	Цитоплазматические наросты, расположенные на поверхности мембраны	Передвижение клеток	Жгутиковые инфузории
Реснички	Тонкие выросты на эластичной структуре клетки	Очистка органов от пыли	Ресничные инфузории
Псевдоподии (ложноножки)	Выступы в цитоплазме клетки	Питание и передвижение организма	Саркодовые
Миофибриллы	Нити малой толщины	Сокращение мышц	Корненожки

В человеческом организме присутствует большое количество ресничек и жгутиков. Они предназначены для очищения легких, защиты эпителия и стабильного функционирования репродуктивной системы. Принцип работы этих органоидов движения заключается в установлении прочных связей с клеточной мембраной.

Жгутики бактерий и архей

Жгутик — органоид движения эукариотов, обеспечивающий передвижение клеточных организмов в жидкой среде. Они содержатся в протистах, зооспорах и половых клетках. Эти органеллы представляют собой небольшие наросты, окруженные эластичной пленкой. Жгутики имеют цитоскелет, где осуществляется процесс гидролиза АТФ. Второстепенные функции жгутиков:

формирование биологических пленок;
обеспечение контакта клеточных организмов с субстратами;
облегчение проникания симбиотических бактерий в клетки;
включение защитных механизмов иммунной системы;
предотвращение заражения клетки инфекционными вирусами.

Жгутик эукариотических клеток представляет собой комплексный структурный элемент. Он включает в себя 9 пар микротрубочек, соединенных нексиновыми мостиками. Между ними присутствует переходная зона эксонемы. В центральной части жгутика располагается ось с центриолями. На следующем рисунке описано строение органоида в разрезе.

80% бактерий состоят из жгутиков. Они находятся на противоположных полюсах клеточного организма. Отличительной чертой жгутиков бактерий является их расположение в клетке. Они вмонтированы в оболочку клеточного организма. Вращение жгутика осуществляется при помощи энергии, получаемой при гидролизе АТФ. Органоид перемещается по часовой стрелке. Частотный диапазон вращения органеллы составляет от 200 до 1850 Гц. Бактериальный жгутик состоит из следующих компонентов:

Филамент. Представляет собой нитевидную структуру. Длина этого компонента составляет не более 14 мкм. Нить располагается за пределами цитоплазмы.
Базальное тело. Представлено в виде муреинового чехла, окруженного мембранной оболочкой. Оно состоит из системы секреции и мотора.
Крюк. Гибкий элемент, соединенный с филаментом и базальным телом. Его длина составляет 55 нм.

Основным рабочим элементом жгутика бактерий является филамент. Этот компонент объединяет несколько тысяч субъединиц фосфолипидов и белка. При вращении органоида филамент приобретает форму спирали, закрученной в левую сторону.

Базальное тело бактериального жгутика состоит из следующих частей:

оси клеточного центра;
L-кольца;
P-кольца;
MS-кольца;
ротора;
C-кольца.

Для определения характера передвижения жгутика требуется знать количество ресурсов, поставляемых основными компонентами базального тела.

Жгутики архей состоят из археллума, включающего в себя 7—13 различных генов. Структура этого органоида формируется едиными оперонами. Функцией жгутиков архей является перемещение клеточных организмов во влажной среде, но они не принимают участия в формировании биологических пленок.

Механизм работы ресничек

Реснички представляют собой тонкие органеллы в форме волоса. Находясь в неподвижном состоянии, эти органоиды выполняют роль рецепторов. Поверхность ресничек покрыта плотной цитоплазматической мембраной. В состав органеллы входит большое количество микротрубочек. В центральной части ресничек расположено базальтовое тело с центриолями.

В микротрубочках присутствуют белковые структуры, обеспечивающие стабильное скольжение ресничек. Во время передвижения органоиды совершают удары. Они предназначены для деполяризации клеточной мембраны. Характер и направление ударов зависят от процентного содержания ионов кальция в структуре ресничек.

Псевдоподии и миофибриллы

Псевдоподии представляют собой цитоплазматические выросты без плотной клеточной оболочки. В школьных учебниках эти органеллы также могут называться ложноножками. Псевдоподии сдержат простейшие организмы:

амебы;
арцеллы;
фораминиферы.

Ложноножки предназначены для всасывания питательных веществ. Также к их функциям относится перемещение клеточных организмов. Скорость движения клеток составляет не более 0,2 мм/мин. Во время перемещения псевдоподии закрепляются в субстрате и захватывают частицы пищи. В результате этого процесса формируется пищеварительная вакуоль.

Миофибриллы представляют собой органоиды, состоящие из тонких белковых филаментов. Они располагаются в мышечном волокне и не имеют клеточной оболочки. Миофибриллы окружены саркоплазматическим ретикулумом, состоящим из саркомеров. Связь этих органелл с мышцами обеспечивается при помощи белковых нитей.

Миофибриллы обеспечивают стабильное сокращение мышечных волокон. При воздействии нервных импульсов эти органоиды начинают уменьшаться. В результате сокращения числа органоидов образуется энергия, определяющая силу мышцы. Во время силовых тренировок количество миофибрилл увеличивается. Этот процесс называется гипертрофией. Большие органоиды начинают делиться на несколько маленьких, иначе мышцы не смогут получать достаточное количество энергии.

После травмирования мышечных волокон число миофибрилл уменьшается. Этот процесс ускоряется при наличии гипса, фиксирующего мышцы в определенном положении. Это обусловлено разрушением саркомеров. В результате сокращения количества миофибрилл мышцы получают меньше энергии.

Краткая информация

Наименование органоида движения	Строение	Функции органоидов движения	Название одноклеточного организма
Жгутики	Цитоплазматические наросты, расположенные на поверхности мембраны	Передвижение клеток	Жгутиковые инфузории
Реснички	Тонкие выросты на эластичной структуре клетки	Очистка органов от пыли	Ресничные инфузории
Псевдоподии (ложноножки)	Выступы в цитоплазме клетки	Питание и передвижение организма	Саркодовые
Миофибриллы	Нити малой толщины	Сокращение мышц	Корненожки

В человеческом организме присутствует большое количество ресничек и жгутиков. Они предназначены для очищения легких, защиты эпителия и стабильного функционирования репродуктивной системы. Принцип работы этих органоидов движения заключается в установлении прочных связей с клеточной мембраной.

Жгутики бактерий и архей

формирование биологических пленок;
обеспечение контакта клеточных организмов с субстратами;
облегчение проникания симбиотических бактерий в клетки;
включение защитных механизмов иммунной системы;
предотвращение заражения клетки инфекционными вирусами.

Основным рабочим элементом жгутика бактерий является филамент. Этот компонент объединяет несколько тысяч субъединиц фосфолипидов и белка. При вращении органоида филамент приобретает форму спирали, закрученной в левую сторону.

Базальное тело бактериального жгутика состоит из следующих частей:

оси клеточного центра;
L-кольца;
P-кольца;
MS-кольца;
ротора;
C-кольца.

Для определения характера передвижения жгутика требуется знать количество ресурсов, поставляемых основными компонентами базального тела.

Механизм работы ресничек

Псевдоподии и миофибриллы

амебы;
арцеллы;
фораминиферы.

Биология

Органоиды движения — это маленькие наросты на мембране клеток. Они состоят из системы микротрубочек. Эти клеточные структуры обеспечивают передвижение клеток и рост организма. К ним относятся жгутики, реснички, ложноножки и миофибриллы. Строение и функцию органоидов движения изучают на уроках биологии в средней школе.

Прокариоты и эукариоты

Все живые организмы делятся на прокариотов и эукариотов. Их клетки отличаются по строению. Прокариоты — это одноклеточные организмы. К ним относятся некоторые простейшие и бактерии, а также сине-зелёные водоросли. Их клетка не имеет ядра и органелл. Она содержит одну нить ДНК.

К эукариотам относятся как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Их клетка содержит ядро и органеллы. Среди них есть структуры, которые обеспечивают транспортную функцию. Их называют органоидами движения. Эти клеточные элементы подразделяют на следующие виды:

жгутики;
реснички;
ложноножки (псевдоподии);
миофибриллы.

Органоиды движения присутствуют преимущественно у эукариотов. Жгутики существуют лишь у некоторых прокариотов, например, у бактерий и архей.

Органеллы, обеспечивающие перемещение, есть и в человеческом организме. Например, слизистая оболочка бронхов выстлана ресничками, которые перемещаются строго в одном направлении. Это обеспечивает удаление пыли и инородных частиц из дыхательных путей. Жгутики есть у мужских половых клеток. Благодаря их наличию, становится возможным процесс оплодотворения яйцеклетки.

Устройство жгутиков

Жгутики — это выросты цитоплазмы, которые находятся на внешней поверхности клеточной мембраны. Они выглядят как длинные нити. Каждый жгутик содержит 9 парных микротрубочек, которые соединены между собой нексиновыми мостиками, состоящими из белка.

Между микротрубочками и нексиновыми элементами проходит аксонема. Так называется осевая нить, которая составляет основу или цитоскелет органоида. В аксонеме происходит распад молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) при взаимодействии с водой. В результате этой реакции высвобождается много энергии, которая необходима для поддержания жизнедеятельности организма. Эукариотические клетки обычно имеют от 1 до 8 жгутиков. Среди прокариотов встречается немало многожгутиковых форм.

Особенности работы

Многие прокариотические и эукариотические клетки снабжены жгутиками. Перемещение одноклеточных жгутиковых бактерий и инфузорий осуществляется только благодаря наличию этих органоидов. Жгутики прикрепляются к цитоплазме с помощью базального тельца. При гидролизе АТФ в аксонеме высвобождается энергия. Под её действием микротрубочки извиваются, и клетка перемещается.

Основная роль жгутиков — обеспечение движения. С их помощью клетки способны перемещаться в жидкой среде. Эти органоиды также выполняют дополнительные функции:

Обеспечивают формирование колоний микроорганизмов.
Способствуют контакту организмов с внешней средой.
Помогают симбиотическим бактериям проникать внутрь клеток.
Защищают клетку от проникновения вирусов.

У эукариотов жгутики содержат больше белков, чем у прокариотов. Эукариотические органеллы движения не только используются для перемещения, но и принимают участие в клеточном питании и размножении. Они могут также выполнять функцию о́ргана чувств и служить в качестве крошечной антенны.

Движение бактерий

Подавляющее большинство бактерий имеет жгутики. Особенностью этих органоидов является их расположение. Они находятся на противоположных сторонах клетки и прочно встроены в мембрану. В их состав входят следующие элементы:

Филамент. Это нить, которая выходит за пределы цитоплазмы.
Базальное тело. Представляет собой белковый чехол с мембраной, внутри которой расположена вращающаяся ось (мотор).
Крюк. Это гибкий элемент, который соединяет филамент с базальным телом.

Бактериальный жгутик вращается по часовой стрелке. Этот процесс запускается с помощью энергии, которая высвобождается при распаде молекулы АТФ.

Характеристика и деятельность ресничек

Реснички — это первые органеллы, которые были обнаружены с помощью микроскопа. При большом увеличении они выглядят как короткие и очень тонкие волоски. Эти органоиды гораздо короче, чем жгутики и располагаются концентрированными группами. Реснички делятся на две разновидности:

Подвижные реснички состоят из 9 пар наружных микротрубочек и 2 пар центральных. Они содержат моторный белок динеин, который обеспечивает их движение. Снаружи эти органоиды покрыты плотной мембраной.

Этот вид ресничек перемещается волнообразными, ритмичными движениями. Их основная функция — очищение органов. Большое количество этих органелл сконцентрировано на слизистой дыхательных путей и среднего уха. Они выводят из организма пыль, грязь и вредные микроорганизмы. Это помогает предотвратить инфекционные болезни.

Некоторые одноклеточные организмы, например, ресничные инфузории способны передвигаться только с помощью этих органелл. У многих беспозвоночных ресничками покрыта вся поверхность тела. У морских животных, таких как кальмары, реснички помогают смешивать жидкости окружающей среды. Они перемещают бактерии в защищённые участки тела.

Неподвижные или первичные реснички имеют другое строение. У них отсутствуют центральные микротрубочки и моторный белок динеин. Эти органеллы не могут перемещаться.

Функция первичных ресничек долгое время оставалась неясной для учёных. В настоящее время известно, что эти структуры играют сенсо́рную роль и способны улавливать сигналы из внешней среды. Их можно обнаружить в рецепторах сетчатки глаза и обонятельного тракта. Они обеспечивают восприятие света и запахов.

Ложноножки или псевдоподии

Ложноножки или псевдоподии представляют собой выросты цитоплазмического вещества. Они не имеют плотной оболочки. Эти органоиды образуются вследствие перетекания цитоплазмы из одной части клетки в другую.

С помощью ложноножек перемещаются следующие виды одноклеточных простейших:

амёбы;
фораминиферы;
арцеллы.

Эти выросты носят непостоянный характер. Ложноножки появляются периодически, а затем исчезают. Они необходимы простейшим для передвижения и захвата пищи.

Псевдоподии не могут обеспечить одноклеточным организмам быстрое перемещение. Например, амёба передвигается со скоростью около 0,2 мм в минуту. Движение осуществляется под действием белков — миозина и актина. С помощью ложноножек простейшие закрепляются в субстрате.

Когда простейшее находит добычу, то ложноножка охватывает частицу пищи со всех сторон. Вокруг еды образуется пузырь — пищеварительная вакуоль. В него поступают специальные соки из цитоплазмы, которые переваривают пищу. Непереработанные частицы удаляются через клеточную оболочку.

У некоторых простейших псевдоподии образуют ловчую сеть. Она располагается вокруг одноклеточного организма и удерживает добычу. Размеры этой сети могут быть значительно больше диаметра клетки.

Миофибриллы в мышцах

Миофибриллы содержатся только в мышечных клетках. Они обеспечивают сокращения мускулатуры. Чтобы понять, какую роль играют эти органоиды, нужно разобраться в их строении.

Миофибриллы состоят из комплекса белков — саркомера. Они не имеют оболочек и соединяются с мышцами белковыми нитями. Это тонкие органоиды, которые могут достигать довольно большой длины.

Центральная нервная система подаёт сигналы в мускулатуру. Под действием этих импульсов миофибриллы уменьшаются в размерах. Они приводят в движение мышцу, которая начинает сокращаться. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии, которая определяет мышечную силу.

Когда человек занимается спортом и регулярно тренируется, то количество миофибрилл возрастает. Это приводит к нарастанию мышечной массы. При этом крупные органоиды начинают делиться на несколько маленьких. Это позволяет мускулатуре получать больше энергии.

Если мышца травмирована, то численность миофибрилл уменьшается, а саркомеры разрушаются. В результате мышечная ткань получает мало энергии. Вернуть мускулатуре прежнюю силу удаётся далеко не сразу. Восстановление мышцы после травмы обычно занимает немало времени.

Клетки могут перемещаться при помощи специализированных органоидов, к которым относятся реснички и жгутики. Реснички клеток всегда многочисленны (у простейших их количество исчисляется сотнями и тысячами), а длина составляет 10-15мкм. Жгутиков же чаще всего 1-8, длина их — 20-50мкм.

Строение и функции органоидов движения

Строение ресничек и жгутиков, как у растительных, так и животных клеток сходно. Под электронным микроскопом обнаружено, что реснички и жгутики это немембранные органоиды, состоящие из микротрубочек. Две из них располагаются в центре, а вокруг них по периферии лежат еще 9 пар микротрубочек. Вся эта структура покрыта цитоплазматической мембраной, являющейся продолжением клеточной мембраны.

Жгутики и реснички обеспечивают не только передвижение клеток в пространстве, но и перемещение различных веществ на поверхности клеток, а также попадание пищевых частиц в клетку. У основания ресничек и жгутиков находятся базальные тельца, которые тоже состоят из микротрубочек.

Предполагают, что базальные тельца являются центром формирования микротрубочек жгутиков и ресничек. Базальные тельца, в свою очередь, нередко происходят из клеточного центра.

Большое количество одноклеточных организмов и некоторые клетки многоклеточных не имеют специальных органоидов движения и передвигаются при помощи псевдоподий (ложноножек), которое получило название амебоидного. В основе его лежит движение молекул особых белков, называемых сократимыми.

Особенности движения простейших

Одноклеточные организмы также способны передвигаться (инфузория туфелька, эвглена зеленая, амеба обыкновенная). Для перемещения в толще воды каждая особь наделена специфическими органоидами. У простейших такими органоидами являются реснички, жгутики, ложноножки.

Эвглена зелёная

Эвглена зелёная — представитель простейших из класса жгутиковых. Тело эвглены веретенообразной формы, удлиненное с заостренным концом. Органоиды движения эвглены зеленой представлены жгутиком, который находится на тупом конце. Жгутики — это тонкие выросты тела, число которых варьирует от одного до десятков.

Механизм движения при помощи жгутика отличается у разных видов. В основном это вращение в виде конуса, вершина которого обращена к телу. Перемещение наиболее эффективно при достижении углом вершины конуса 45°. Скорость колеблется в пределах от 10 до 40 оборотов за секунду. Часто наблюдается помимо вращательного движения жгутика, также его волнообразные покачивания.

Такой характер движения свойствен для одножгутиковых видов. У многожгутиковых нередко жгутики располагаются в одной плоскости и не формируют конуса вращения.

Микроскопическое строение жгутиков довольно сложное. Они окружены тонкой оболочкой, которая является продолжением наружного слоя эктоплазмы — пелликулы. Внутреннее пространство жгутика заполнено цитоплазмой и продольно расположенными нитями — фибриллами.

Периферически расположенные фибриллы отвечают за осуществление движения, а центральные выполняют опорную функцию.

Инфузория туфелька

Передвигается инфузория туфелька за счет ресничек, осуществляя ими волнообразные движения. Направляется вперед тупым концом.

Реснички двигаются в одной плоскости и делают прямой удар после полного выпрямления, а возвратный — в выгнутом положении. Удары идут последовательно один за другим с небольшой задержкой. Во время плаванья, инфузория осуществляет вращательные движения вокруг продольной оси.

Реснички инфузории туфельки

Перемещается туфелька со скоростью до 2,5мм/c. Направленность меняется за счёт перегибов тела. Если на пути будет преграда, то после столкновения инфузория начинает двигаться в противоположную сторону.

Все реснички инфузорииимеют сходное строение с жгутиками эвглены зеленой. Ресничка у основания образует базальное зерно, которое играет важную роль в механизме движения организма.

У некоторых инфузорий реснички соединяются между собой и таким образом позволяют развить большую скорость.

Инфузории относятся к высокоорганизованным простейшим и свою двигательную активность они осуществляют с помощью сокращений. Форма тела простейшего может меняться, а после возвращаться в прежнее состояние. Быстрые сократительные движения возможны благодаря наличию особых волокон — мионем.

Амеба обыкновенная

Амеба — простейшее довольно крупных размеров (до 0,5мм). Форма тела полиподиальная, обусловлена наличием множественных псевдоподий — это выросты с внутренней циркуляцией цитоплазмы.

У амебы обыкновенной псевдоподии еще называют ложноножками. Направляя ложноножки в разные стороны, амёба развивает скорость в 0,2 мм/минуту.

К органоидам движения простейших не относятся цитоплазма, ядро, вакуоли, рибосомы, лизосомы, ЭПР, Аппарат Гольджи.

Читайте также: