С какой целью происходит движение цитоплазмы в клетках 9 класс кратко

Обновлено: 02.07.2024

Цитоплазма является неотъемлемой частью любой эукариотической клетки. В этой полужидкой прозрачной субстанции содержатся все важнейшие органеллы (органоиды) клетки, а также ядро, в котором содержится генетическая информация. Но в ходе жизнедеятельности клетки цитоплазма не может пребывать в статичном состоянии. На протяжении всего жизненного цикла клетки цитоплазма находится в постоянном движении. Это называется эндоплазматическим (цитоплазматическим) потоком, или циклозом.

Цитоплазма движется вместе с находящимися внутри клетки органоидами. За счёт циклоза они меняют своё местоположение. При этом циклоз происходит во всех клетках эукариот. То есть, в животных, растительных и даже в грибных клетках. И, если упрощать, у движения цитоплазмы важнейшая роль в обменных процессах в клетке и в процессах распределения веществ внутри неё. Иными словами, доставляет воздух, те или иные микроэлементы и вещества конкретным органоидам, а другие вещества от этих органоидов уносит, и даже участвует в выведении из клетки вредных веществ и формировании запасов энергии, необходимой для работоспособности клетки. Также цитоплазматический поток позволяет определять состояние клеточных структур.

Интересно, что циклоз является одним из самых чувствительных показателей клеточной жизнедеятельности, поскольку многие воздействия, даже самые, на первый взгляд, незначительные, могут или ускорить движение цитоплазмы, или замедлить его, а то и остановить. В одноклеточных же организмах (как пример – амёба) движение цитоплазмы также позволяет этим организмам двигаться.

Важно знать, что открытие циклоза в 30-х годах XIX века имело поистине колоссальное значение в биологии. Ведь именно это явление и позволило учёным начать считать в качестве элементарной единицы строения всех живых организмов на Земле клетку.

Циклоз может осуществляться с разной скоростью, а также имеет разные типы, к примеру, цитоплазма может двигаться по круговому, или вращательному (ротационному) типу, по струйному, по колебательному типу. Но он свойственен всем видам клеток эукариот. И тем не менее, учёным и лаборантам привычнее изучать вопросы движения цитоплазмы именно на примере растительных клеток, причём, как у одноклеточных растений, так и у многоклеточных.

Какое значение для растения имеет движение цитоплазмы

Растительные и животные клетки хоть и относятся к эукариотическим, но при этом значительно отличаются друг от друга. Так, и у животных, и у растительных клеток ядро может быть только одним, однако у животных клеток нет клеточной оболочки, пластид и вакуолей (последние если и встречаются в животных клетках, то только мелкие), а в качестве основного запасного углевода для клеток служит гликоген.

В растительных клетках обязательно присутствуют пластиды и вакуоли крупного размера, они окружены клеточной оболочкой, строительным материалом которой является целлюлоза, а запасным веществом является крахмал. На этом фоне выделяются клетки грибов (которые тоже являются эукариотическими): как у животных клеток, в грибных нет вакуолей (либо таковые встречаются в маленьком размере) и пластид, а запасным веществом является гликоген.

И при этом у грибных клеток есть клеточная оболочка, как у растительных, но материалом для оболочки служит не целлюлоза, а хитин. И самое невероятное – в клетках грибов не одно ядро, а два и даже больше. Но есть кое-что общее у клеток и грибов, и животных, и растений. У них всех есть цитоплазма, которая не может пребывать в статичном положении.

Но нужно акцентировать внимание на растительных клетках. Ведь циклоз для них играет очень важную роль. Дело в том, что за счёт циклоза оказывается возможным перемещение внутри клетки различных питательных веществ и полезных микроэлементов, обеспечивающих здоровое существование как самой клетки, так и всего организма. И более высокий уровень жизнедеятельности ускоряет процесс циклоза.

Соответственно, полная остановка циклоза возможна лишь в одном случае – при гибели клетки. Также в растительных клетках циклоз помогает осуществлять процесс фотосинтеза. Ведь благодаря движению цитоплазмы хлоропласты, дающие растениям зелёный цвет и осуществляющие фотосинтез, способны принять оптимальное положение, чтобы в процессе фотосинтеза клетка могла получать наибольшее количество световой энергии.

Типы движения цитоплазмы

В качестве основных типов циклоза рассматриваются три типа, а именно: круговое движение (его ещё называют вращательным или ротационным), струйчатое движение и колебательное движение. Но помимо этих видов также выделают и другие типы наподобие спонтанного движения, постоянного движения и движения, индуцированного внешними факторами.

В качестве таковых выделяются освещённость, механическое воздействие, температура, содержание и концентрация химических соединений и веществ, а также их изменения. Также дополнительно выделяют фонтанирующее (которое является промежуточным между круговым и струйчатым) и прерывистое движение (осуществляется толчками, подобно пульсу).

Круговое (вращательное или ротационное) движение цитоплазмы

Лучше всего особенности циклоза, в том числе и типов движения цитоплазмы, определяются на примере растительных клеток. К примеру, особенности вращательного (ротационного или кругового) движения легко определяются за счёт органоидов. Ведь круговое движение свойственно цитоплазме тех клеток, в центре которых расположена крупная вакуоль, а цитозоль и другие органоиды из-за этого смещены к стенкам.

В таких условиях движение по кругу в одном и том же направлении – единственно возможный вариант движения. И как раз в этом типе движения особенно заметно влияние микрофиламентов, которые и являются главной движущей силой циклоза, но об этом чуть позже. Лучше всего такого рода движение цитоплазмы распознаётся в клетках листьев водных растений, корневых волосков, пыльцевых трубок. Вращательное (круговое, ротационное) движение нередко свойственно зрелым или стареющим клеткам.

Струйчатое движение цитоплазмы

Струйчатое движение (его также называют циркуляционным) куда более сложное. В некоторых клетках (к примеру, в клетках волосков крапивы или молодых волосков тыквы, а также в клетках ягод снежноягодника) цитоплазма перетекает во все стороны множеством тонких струек. Чаще всего такое движение цитоплазмы есть у молодых растительных клеток, в цитоплазме которых есть определенные протоплазматические тяжи, что проходят через полость клетки и соединяют участки цитоплазмы возле (или вокруг) ядра с участками у стенок. Сквозь такие тяжи цитоплазма и перетекает. При этом направление движения с течением времени может изменяться.

Колебательное движение цитоплазмы

Колебательное движение, в свою очередь, называют самым простым типом движения цитоплазмы. В тех клетках (в частности, в клетках водорослей спирогиры, сцеплянок), в которых присутствует данный тип циклоза, мелкие частицы цитоплазмы (а точнее, её внутреннего слоя) способны плавно скользить в одном и том же направлении.

Спонтанное движение цитоплазмы

Другое название спонтанного движения – первичное (вторичным называется то движение цитоплазмы, что индуцировано внешними факторами). Из этого можно понять (равно, как и из названия), что в некоторых клетках (как пример – клетки водорослей хары, нителлы, а также клетки корневых волосков у многих видов растений) циклоз может начаться внезапно, без воздействий извне, и осуществляться самопроизвольно.

Постоянное движение цитоплазмы

Противоположностью спонтанного движения цитоплазмы является постоянное, то есть, такой процесс циклоза, который осуществляется непрерывно и без изменений. Такой тип циклоза встречается в клетках листьев растений, и нередко именно он является ещё и колебательным.

Движение цитоплазмы, индуцированное внешними факторами

Некоторые растительные клетки (в частности, клетки валлиснерии или элодеи) имеют такую особенность циклоза. Цитоплазма начинает двигаться, либо ускоряет движение под воздействием внешних факторов. Так, на биохимическом уровне катализаторами для этих процессов могут послужить вещества наподобие альфа-аминокислот, солей металлов, гетероауксина, сапонина, гистидина, серной кислоты, спирта, эфира, но при этом, например, и видимый свет может запустить или ускорить процесс.

Этим можно объяснить то, почему важно регулярно поливать комнатные, садовые и огородные растения, обеспечивать их доступ к теплу, к солнечному свету (или к свету в принципе), к свежему воздуху. Ведь это ускоряет движение цитоплазмы и улучшает показатели жизнедеятельности не только отдельных клеток, но и растений целиком. Индуцированное движение по-другому может называться вторичным (первичным является спонтанное движение).

Скорость движения цитоплазмы

Движение цитоплазмы в среднем может осуществляться со скоростью 0,2-0,6 мм в минуту. При этом в отдельных клетках разных растений циклоз может осуществляться ещё медленнее, а в других (как, например, в междоузлиях водорослей хары) в разы быстрее (в данном случае – 6 мм в минуту), и по мере интенсификации показателей жизнедеятельности клетки скорость циклоза тоже может увеличиваться.

Как наблюдать движение цитоплазмы

Главное, что позволяет сделать вывод о том, что в клетке происходит циклоз – это органеллы (органоиды), которые двигаются, меняют местоположение внутри клетки. Особенно хорошо заметно движение органоидов в больших клетках, в которых есть вакуоли крупного размера. При наблюдении за клетками растений в микроскоп лучше всего получается разглядеть движение пластид, в том числе хлоропластов. Именно по их движению можно определить не только сам факт наличия циклоза, но и тип движения цитоплазмы.

Но не менее важно знать и то, что позволяет осуществляться циклозу. Сам процесс движения цитоплазмы осуществляется с помощью особых элементов клеточного скелета (также называется цитоскелетом), называемых микрофиламентами. По сути, это нити, диаметр которых варьируется от 6 до 8 нанометров, и материалом которых служит глобулярный белок актин. Микрофиламенты присутствуют во всех эукариотических клетках, но как раз за счёт микрофиламентов и происходит процесс циклоза именно в растительных клетках. Ещё циклоз возможен благодаря микротрубочкам из тубулина. Источником эндоплазматического потока является источник энергии всех биохимических процессов и реакций на клеточном уровне – аденозинтрифосфат, или АТФ.

Осмос, плазмолиз и деплазмолиз

Цитоплазма способна не только к постоянному движению, но к сжатию и расширению. Но есть и такие ситуации, когда сжимается не только цитоплазма, но всё, что в пределах клеточной оболочки, и тут дело не в особенностях циклоза. В растительных клетках также есть такое явление, как плазмолиз, и оно затрагивает весь протопласт (а это всё внутреннее содержимое клетки – цитоплазма с органоидами, ядро – вместе с клеточной мембраной).

Плазмолизом называется процесс отслоения протопласта от клеточных стенок. Такое возможно в гипертонических растворах. К плазмолизу могут быть способны только клетки с плотной клеточной стенкой, то есть, растительные и грибные клетки, а также клетки у больших бактерий, тогда как животные клетки в гипертоническом растворе (то есть, в растворе, концентрация вещества в котором превышает концентрацию внутриклеточных жидкостей, которые оказываются вытеснены из клетки в результате наружного давления) просто сжимаются, но без отслоения протопласта.

Перед плазмолизом пропадает клеточный тургор (то есть, напряжение клеточных оболочек). Плазмолиз и его характер определяется несколькими факторами, среди которых – вязкость цитоплазмы, разница осмотического давления внутри клетки и вне её, химический состав наружного раствора и его токсичность, размер, форма и количество вакуолей, количество и характер плазмодесм (так называют цитоплазматические нити, которые соединяют растительную клетку с соседними).

Плазмолиз может быть нескольких видов: уголковым, вогнутым и выпуклым. При уголковом плазмолизе протопласт отслаивается от клеточной стенки лишь на некоторых участках; при вогнутом – отслаивается от большей части стенки; при выпуклом происходит полное отслоение протопласта, и клетка в итоге погибает, поскольку выпуклый плазмолиз становится необратимым.

При этом вогнутый плазмолиз можно обратить вспять, если клетка окажется окружена гипотоническим раствором, сжавшаяся из-за утери жидкости клетка восполняет недостающую жидкость, и происходит то, что является противоположностью плазмолиза – деплазмолизом. Ещё учёные выделяют судорожный плазмолиз, который похож на выпуклый за исключением того, что протопласт всё же сохраняет связь со стенкой за счёт цитоплазматических нитей. Удлинённые клетки могут быть подвержены колпачковому плазмолизу.

Деплазмолизом называется восстановление полной связи протопласта растительных клеток с клеточной стенкой, восстановление его исходного состояния и нормального тургора. Деплазмолиз возможен в гипотоническом растворе или в воде, и этот процесс, в отличие от плазмолиза, не отличается промежуточными формами (коих нет), и потому происходит в разы быстрее.

Явления плазмолиза и деплазмолиза напрямую связаны с осмосом. Так называется диффузионное проникновение вещества-растворителя сквозь полупроницаемые мембраны, которые удерживают раствор или растворы вещества в разных концентрациях. И осмос непосредственно связан с циклозом, ведь именно за счёт осмоса в эукариотическую клетку попадает вода, а следовательно – и содержащиеся в ней вещества, которые при движении цитоплазмы попадают к тем или другим органоидам, которые занимаются усвоением этих веществ.

К тому же, благодаря осмосу увеличивается вакуоль в растительной клетке, и это позволяет обеспечивать постоянное напряжение, или внутриклеточный тургор. Осмос позволяет растениям быть более упругими, помогает отдельным видам двигаться через усы или лианы, а также позволяет переносить питательные вещества по стволам деревьев.

Движение цитоплазмы обусловлено наличием в ней белков. Значение же заключается в переносе по всей клетке питательных веществ. Еще цитоплазма связывает между собой все органоиды клетки.

Как написать хороший ответ? Как написать хороший ответ?

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Движение цитоплазмы играет важную роль в осуществлении обмена и распределении веществ внутри клетки, а также характеризует уровень жизнедеятельности клеточных структур.

циклоз — движение цитоплазмы в клетках эукариотах. Свойственен как клеткам растений, так и клеткам животных. В некоторых одноклеточных эукариотах, например амёбе, цитоплазматический поток обеспечивает механизм перемещения клетки. Он обеспечивает получение питательных элементов, продуктов обмена веществ (метаболитов) , и генетической информации всеми частями больших растительных клеток. Движение цитоплазмы играет одну из важных ролей в распределении веществ внутри клетки, а также характеризует уровень жизнедеятельности клеточных структур.

О движении цитоплазмы в первую очередь свидетельствует перемещения органелл в крупных клетках с большими вакуолями. Элементы цитоскелета — микрофиламенты принимают участие в осуществлении данного движения, а его источником выступает АТФ.

Принято различать следующие движения цитоплазмы внутри клетки: спонтанное, постоянное и индуцированное внешними факторами (освещенностью, температурой, содержанием и концентрацией химических веществ, механическими воздействиями и т. д.) . Основными же типами движения цитоплазмы являются круговое (вращательное) , струйчатое и колебательное.

Хлоропласты используют цитоплазматический поток оптимально располагаясь в клетке для получения максимума световой энергии при фотосинтезе.

Наблюдение цитоплазматического потока в 1830-х годах позволило биологам признать, что клетка является элементарной единицей строения всех живых организмов.

Цитоплазму называют внутренней средой организма, потому что она постоянно перемещается и приводит в движение все клеточные компоненты. В цитоплазме постоянно идут обменные процессы, содержатся все органические и не органические вещества.

Строение

Цитоплазма состоит из постоянной жидкой части – гиалоплазмы и элементов, которые меняются – органелл и включений.

Органеллы цитоплазмы делятся на мембранные и немембранные, последние в свою очередь могут быть двухмембранные и одномембранные.

Немембранные органеллы: рибосомы, вакуоли, центросома, жгутики.
Двухмембранные органеллы: митохондрии, пластиды, ядро.
Одномембранные органеллы: аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли эндоплазматический ретикулум.

Также к компонентам цитоплазмы относятся клеточные включения, представлены в виде липидных капель или гранул гликогена.

Основные признаки цитоплазмы:

Бесцветная;
эластичная;
слизисто-вязкая;
структурированная;
подвижная.

Жидкая часть цитоплазмы по своему химическому составу отличается в клетках разной специализации. Основное вещество – вода от 70% до 90%, также в состав входят протеины, углеводы, фосфолипиды, микроэлементы, соли.

Кислотно-щелочное равновесие поддерживается на уровне 7,1–8,5pH (слабощелочное).

Цитоплазма, при изучении на большом увеличении микроскопа, не является однородной средой. Различают две части – одна находится на периферии в области плазмолеммы (эктоплазма), другая – возле ядра (эндоплазма).

Эктоплазма служит связующим звеном с окружающей средой, межклеточной жидкостью и соседними клетками. Эндоплазма – это место расположения всех органелл.

В структуре цитоплазмы выделяют особые элементы – микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки – немембранные органоиды, необходимые для перемещения органелл внутри клетки и образования цитоскелета. Глобулярный белок тубулин – основное строительное вещество для микротрубочек. Одна молекула тубулина в диаметре не превышает 5нм. При этом молекулы способны объединятся друг с другом, вместе образуя цепочку. 13 таких цепочек формируют микротрубочку диаметром 25нм.

Молекулы тубулина находятся в постоянном движении для формирования микротрубочек, если на клетку воздействуют неблагоприятные факторы, процесс нарушается. Микротрубочки укорачиваются или вовсе денатурируются. Эти элементы цитоплазмы очень важны в жизни растительных и бактериальных клеток, так как принимают участие в строении их оболочек.

Микротрубочки и микрофиламенты

Микрофиламенты – это субмикроскопические немембранные органеллы, которые образуют цитоскелет. Также входят в состав сократительного аппарата клетки. Микрофиламенты состоят из двух видов белка – актина и миозина. Актиновые волокна тонкие до 5нм в диаметре, а миозиновые толстые – до 25нм. Микрофиламенты в основном сосредоточены в эктоплазме. Существуют также специфические филаменты, которые характерны для конкретного вида клеток.

Микротрубочки и микрофиламенты вместе образуют цитоскелет клетки, который обеспечивает взаимосвязь всех органелл и внутриклеточный метаболизм.

В цитоплазме также выделяют высокомолекулярные биополимеры. Они объединяются в мембранные комплексы, которые пронизывают все внутреннее пространство клетки, предопределяют месторасположение органелл, отграничивают цитоплазму от клеточной стенки.

Особенности строения цитоплазмы заключаются в способности изменять свою внутреннюю среду. Она может пребывать в двух состояниях: полужидком (золь) и вязком (гель). Так, в зависимости от влияния внешних факторов (температура, радиация, химические растворы), цитоплазма переходит из одного состояния в другое.

Функции

Наполняет внутриклеточное пространство;
связывает между собой все структурные элементы клетки;
транспортирует синтезированные вещества между органоидами и за пределы клетки;
устанавливает месторасположение органелл;
является средой для физико-химических реакций;
отвечает за клеточный тургор, постоянство внутренней среды клетки.

Функции цитоплазмы в клетке зависят также от вида самой клетки: растительная она, животная, эукариотическая или прокариотическая. Но во всех живых клетках в цитоплазме происходит важное физиологическое явление – гликолиз. Процесс окисления глюкозы, который осуществляется в аэробных условиях и заканчивается высвобождением энергии.

Движение цитоплазмы

Цитоплазма находится в постоянном движении, эта характеристика имеет огромное значение в жизни клетки. Благодаря движению возможны метаболические процессы внутри клетки и распределение синтезированных элементов между органеллами.

Биологи наблюдали движение цитоплазмы в больших клетках, при этом следя за перемещением вакуоль. За движение цитоплазмы отвечают микрофиламенты и микротрубочки, которые приводятся в действие при наличии молекул АТФ.

Движение цитоплазмы показывает, насколько активны клетки и способны к выживанию. Этот процесс зависим от внешних воздействий, поэтому малейшие изменения окружающих факторов приостанавливают или ускоряют его.

Роль цитоплазмы в биосинтезе белка. Биосинтез белка осуществляется при участии рибосом, они же непосредственно находятся в цитоплазме или на гранулярной ЭПС. Также через ядерные поры в цитоплазму поступает иРНК, которая несет информацию, скопированную с ДНК. В экзоплазме содержатся необходимые аминокислоты для синтеза белка и ферменты, катализирующие эти реакции.

Гелеобразное содержимое клетки, ограниченное мембраной называется цитоплазмой живой клетки. Понятие было введено в 1882 году немецким ботаником Эдуардом Страсбургером.

Строение

Цитоплазма является внутренней средой любой клетки и характерна для клеток бактерий, растений, грибов, животных.
Цитоплазма состоит из следующих компонентов:

гиалоплазмы (цитозоли) – жидкого вещества;
клеточных включений – необязательных компонентов клетки;
органоидов – постоянных компонентов клетки;
цитоскелета – клеточного каркаса.

Химический состав цитозоли включает следующие вещества:

воду – 85 %;
белки – 10 %
органические соединения – 5 %.

К органическим соединениям относятся:

Цитоплазма содержит запас питательных веществ (капли жира, зёрна полисахаридов), а также нерастворимые отходы жизнедеятельности клетки.

Цитоплазма бесцветна и постоянно движется, перетекает. Она содержит все органеллы клетки и осуществляет их взаимосвязь. При частичном удалении цитоплазма восстанавливается. При полном удалении цитоплазмы клетка погибает.

Строение цитоплазмы неоднородно. Условно выделяют два слоя цитоплазмы:

которые читают вместе с этой

эктоплазму (плазмагель) – наружный плотный слой, не содержащий органелл;
эндоплазму (плазмазоль) – внутренний более жидкий слой, содержащий органеллы.

Разделение на эктоплазму и эндоплазму ярко выражено у простейших. Эктоплазма помогает клетке передвигаться.

Снаружи цитоплазма окружена цитоплазматической мембраной или плазмалеммой. Она защищает клетку от повреждений, осуществляет выборочный транспорт веществ и обеспечивает раздражимость клетки. Мембрана состоит из липидов и белков.

Жизнедеятельность

Цитоплазма – жизненно важное вещество, участвующее в главных процессах клетки:

Движение цитоплазмы называется циклозом или цитоплазматическим потоком. Он осуществляется в клетках эукариот, в том числе и человека. При циклозе цитоплазма доставляет вещества всем органеллам клетки, осуществляя клеточный метаболизм. Перемещается цитоплазма посредством цитоскелета с затратой АТФ.

При увеличении объёма цитоплазмы клетка растёт. Процесс деления тела эукариотической клетки после деления ядра (кариокинеза) называется цитокинезом. В результате деления тела цитоплазма вместе с органеллами распределяется между двумя дочерними клетками.

Рис. 2. Цитокинез.

Функции

Основные функции цитоплазмы в клетке описаны в таблице.

Функция

Значение

Создаёт тургорное (внутреннее) давление при осмосе (односторонней диффузии) воды, поступающей в клетку. За счёт плотной оболочки клеток растений и грибов тургор выше, чем в животной клетке

Осуществляет транспорт веществ из внешней среды в клетку и обратно. Связывает деятельность органелл

Поддерживает постоянство внутренней среды клетки, придаёт форму, является вместилищем органелл

Запасает и хранит вещества в виде клеточных включений

Отделение цитоплазмы от мембраны при осмосе воды, выходящей наружу, называется плазмолизом. Обратный процесс – деплазмолиз – происходит при поступлении в клетку достаточного количества воды. Процессы характерны для любых клеток, кроме животной.

Рис. 3. Плазмолиз и деплазмолиз.

Что мы узнали?

Цитоплазма представляет собой полужидкую субстанцию, в которой находятся органеллы и включения клетки. Роль цитоплазмы в клетке важна для работы и взаимосвязи всех органелл. Подвижность и тургор цитоплазмы способствуют доставке веществ из внешней среды и обратно, а также внутриклеточному метаболизму. Без цитоплазмы клетка становится нежизнеспособной.

Читайте также: