ГДЗ: Параграф § 14 / Биология 10 класс

Строение и функции митохондрий

• Структура: Митохондрия имеет две мембраны. Наружная гладкая, внутренняя образует складки — кристы. Внутреннее пространство заполнено матриксом, содержащим кольцевую ДНК, РНК, рибосомы.
• Функция: Синтез основной энергетической молекулы клетки — АТФ.
• Процессы: Осуществление клеточного дыхания и окислительного фосфорилирования (на кристах), которое приводит к синтезу АТФ.

Складчатое строение внутренней мембраны митохондрий, образующее кристы, значительно увеличивает площадь этой мембраны. На кристах расположены многочисленные дыхательные ферменты, необходимые для процесса окислительного фосфорилирования. Увеличение площади позволяет разместить больше этих ферментов и, соответственно, повысить эффективность синтеза АТФ.

Строение и функции хлоропластов

• Структура: Хлоропласт также имеет две мембраны. Внутри находится полужидкая строма. В строме расположены дисковидные мешочки — тилакоиды, собранные в стопки, называемые гранами. В строме также есть кольцевая ДНК, РНК, рибосомы и запасающие вещества.
• Функция: Осуществление фотосинтеза.
• Процессы: Световая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов (гранах), темновая фаза — в строме.

Типы пластид и их превращения

Три основных типа пластид:

1. Лейкопласты: Бесцветные, запасающие питательные вещества (например, крахмал).
2. Хлоропласты: Зелёные, содержат хлорофилл, выполняют фотосинтез.
3. Хромопласты: Окрашены каротиноидами (красный, жёлтый, оранжевый), не фотосинтезируют, придают окраску плодам и цветам.

Схема взаимных превращений:

• Лейкопласт \(\rightarrow\) Хлоропласт: Происходит, когда бесцветные лейкопласты, например, в клубнях картофеля, подвергаются воздействию света и синтезируют хлорофилл (клубни зеленеют).
• Хлоропласт \(\rightarrow\) Хромопласт: Наблюдается при созревании плодов или осеннем пожелтении листьев. Хлорофилл разрушается, а каротиноиды становятся доминирующими пигментами.

Полуавтономные органоиды и их происхождение

• Обнаружены: Полуавтономные органоиды (митохондрии и пластиды) характерны для эукариотических клеток (животных, растений, грибов и протистов).
• Происхождение: Согласно гипотезе симбиогенеза, эти органоиды произошли от свободноживущих прокариотов (бактерий). Митохондрии — от аэробных бактерий, хлоропласты — от цианобактерий, которые были поглощены клеткой-предком и установили с ней взаимовыгодный симбиоз.

Объяснение разницы в содержании митохондрий

Разница в содержании митохондрий между клетками печени (7,9%) и сердечной мышцы (35,8%) обусловлена их разным уровнем энергетических потребностей.

• Сердечная мышца (миокард) работает непрерывно, выполняя огромный объём механической работы по перекачиванию крови. Это требует очень большого и постоянного количества энергии (АТФ). Следовательно, в кардиомиоцитах митохондрии, производящие АТФ, занимают значительную долю объёма.
• Печень выполняет множество метаболических функций, но её энергетические затраты, хотя и высоки, не требуют такой же высокой и постоянной интенсивности, как у сердца. Доля митохондрий в клетках печени (гепатоцитах) ниже.

Взаимосвязь между Аппаратом Гольджи и Митохондриями

Железистые клетки специализируются на синтезе и секреции большого количества веществ (гормонов, ферментов, слизи, белков).

• Аппарат Гольджи (сильно развит) отвечает за модификацию, сортировку и упаковку этих веществ в везикулы для последующего выведения из клетки (секреция). Чем активнее секреция, тем больше требуется Аппарата Гольджи.
• Митохондрии (многочисленны) обеспечивают эту высокую активность энергией (АТФ). Синтез белков на рибосомах, транспорт везикул, работа мембранных насосов и вся деятельность Аппарата Гольджи являются энергозатратными процессами. Увеличение числа митохондрий прямо коррелирует с высокими энергетическими потребностями секреторных клеток.