ГДЗ: Параграф § 13 / Биология 10 класс

К одномембранным структурам относятся: Эндоплазматическая сеть (ЭПС), Аппарат Гольджи, Лизосомы, Пероксисомы и Вакуоли (в растительных клетках).

• Строение: Все они представляют собой мембранные мешки или системы мембранных каналов (ЭПС). ЭПС – это сеть канальцев и цистерн. Аппарат Гольджи – стопки цистерн. Лизосомы, пероксисомы и вакуоли – пузырьки (мешки).
• Состав: Их мембраны состоят из липидов и белков. Внутри содержатся водные растворы веществ и ферменты (например, гидролитические ферменты в лизосомах, каталаза в пероксисомах, клеточный сок в вакуолях).

• ЭПС: Транспорт веществ, синтез липидов, углеводов (гладкая ЭПС) и белков (гранулярная ЭПС).
• Аппарат Гольджи: Модификация, концентрация, упаковка, сортировка, транспорт веществ, образование лизосом и пероксисом, вынос веществ из клетки (экзоцитоз).
• Лизосомы: Внутриклеточное переваривание (гидролиз) органических веществ, уничтожение старых органоидов (аутофагия), самопереваривание клетки (аутолиз).
• Пероксисомы: Расщепление токсичного продукта обмена – перекиси водорода (\( H_2O_2 \)) – с помощью фермента каталазы.
• Вакуоли (растительные): Поддержание тургора, хранение воды, питательных веществ и продуктов обмена, пищеварение.

Аппарат Гольджи, ЭПС и вакуоли будут особенно развиты в клетках, активно участвующих в секреции или обмене веществ:

• Аппарат Гольджи будет хорошо развит в секреторных клетках растений (например, железистые волоски, клетки нектарников), так как он упаковывает и выводит вещества из клетки.
• Вакуоли хорошо развиты в клетках основной ткани (паренхимы), выполняющей функции запаса веществ, и в быстрорастущих клетках, так как они поддерживают тургорное давление и способствуют растяжению клетки.
• ЭПС будет развита во всех клетках, активно синтезирующих белки, липиды и углеводы.

• а) Эндоплазматическая сеть (ЭПС): Может быть связана как с наружной ядерной мембраной (часто переходя в нее), так и опосредованно с наружной клеточной (плазматической) мембраной через транспортные везикулы, которые с ней сливаются.
• б) Аппарат Гольджи: Напрямую ни с одной из них не соединен, но транспортные везикулы, отходящие от Гольджи, сливаются с наружной клеточной (плазматической) мембраной для осуществления экзоцитоза.
• в) Лизосомы: Напрямую не соединены, но могут сливаться с пузырьками (например, фагоцитозными), которые отшнуровываются от наружной клеточной (плазматической) мембраны.

Одномембранные органоиды участвуют в следующих процессах:

• Синтез (липидов, углеводов, белков).
• Транспорт веществ внутри клетки и между органоидами.
• Секреция (вынос веществ из клетки).
• Модификация и упаковка макромолекул.
• Внутриклеточное пищеварение (гидролиз).
• Детоксикация (разрушение токсичных продуктов, например, \( H_2O_2 \)).
• Поддержание тургора (в растительных клетках).

Связь строения и функции: Мембранная организация позволяет создать отсеки (компартменты), где могут поддерживаться специфические условия (например, кислая среда \( pH \approx 5 \) в лизосомах). Большая площадь мембран ЭПС обеспечивает эффективный синтез и транспорт. Система цистерн Аппарата Гольджи позволяет последовательно модифицировать и сортировать вещества. Закрытая структура лизосом и пероксисом предотвращает контакт агрессивных ферментов с остальной частью цитоплазмы, защищая клетку от саморазрушения.

Взаимосвязь одномембранных органоидов осуществляется через систему мембран и транспортных везикул (пузырьков) – это часть эндомембранной системы клетки:

• ЭПС синтезирует белки, липиды и другие вещества.
• От ЭПС отшнуровываются транспортные пузырьки (1), которые сливаются с цистернами Аппарата Гольджи (II).
• В Аппарате Гольджи происходит созревание, модификация и упаковка веществ. От него отшнуровываются Первичные лизосомы (III), а также пузырьки, несущие секретируемые вещества.
• Первичные лизосомы (III) сливаются с эндоцитозными пузырьками (4) и образуют Вторичные лизосомы (IV) для переваривания.
• Пузырьки, отходящие от Гольджи (III/V) или содержащие непереваренные остатки (вторичные лизосомы), могут сливаться с плазматической мембраной, высвобождая содержимое наружу (Экзоцитоз) (5).

Строение и функции Вакуоли

Вакуоль – это одномембранный органоид растительной клетки, представляющий собой мешок, заполненный клеточным соком (водным раствором). Мембрана вакуоли называется тонопласт. В молодых клетках вакуоли мелкие, но по мере роста они сливаются в одну большую центральную вакуоль.

Функции

• Поддержание Тургора: Вода поступает в вакуоль по осмосу, создавая гидростатическое давление, которое поддерживает форму и упругость клетки и ткани. Это ключевая роль для роста клетки.
• Накопление веществ: Хранение запасов питательных веществ (сахара, органические кислоты) и конечных продуктов обмена (пигменты, минеральные соли), которые могут быть токсичны для цитоплазмы.
• Пищеварительная функция: Содержит гидролитические ферменты, выполняя роль, аналогичную лизосомам.

Развитие

Вакуоли хорошо развиты в клетках основной ткани (паренхимы), особенно в запасающих органах (корнеплоды, клубни, плоды), так как эти клетки специализируются на накоплении большого количества питательных веществ. Они также велики в зрелых клетках, поскольку большая центральная вакуоль помогает поддерживать тургор, необходимый для структурной поддержки и быстрого роста путем растяжения клетки.