Stanica: hrana i zgrada. Vrijednost stanične prehrane. Primjeri stanične prehrane

Suvremena eksperimentalna istraživanja pokazala su da je stanica najkompleksnija strukturalna i funkcionalna jedinica gotovo svih živih organizama, osim virusa koji su ne-stanični oblici života. Citologija proučava strukturu, kao i vitalnu aktivnost stanice: disanje, prehranu, reprodukciju, rast. Ti će procesi biti razmotreni u ovom radu.

Struktura ćelije

Svjetlo pomoću elektronskog mikroskopa i biolozi su otkrili da biljne i životinjske stanice sadrže površinski jedinicu (nadmembrannye i pod-membranska kompleksa), i organela citoplazmu. U stanicama životinja iznad membrane nalazi se glikokalip, koji sadrži enzime i osigurava stanična prehrana izvan citoplazme. u stanice biljaka, prokariota (bakterija i cijanobakterija), kao i gljivica, stanična stijenka se formira iznad membrane koja se sastoji od celuloze, lignina ili mureina.

Jezgra je obvezna organela eukariota. U njemu postoji nasljedni materijal - DNK, koji ima oblik kromosoma. Bakterije i cijanobakterije sadrže nukleoid koji djeluje kao nosač deoksiribonukleinske kiseline. Svi oni izvode strogo specifične funkcije koje uzrokuju metaboličke stanične procese.

Što podrazumijevamo pojmom "stanična prehrana"

Životne manifestacije stanice nisu ništa više od prijenosa energije i njegove transformacije s jedne vrste u drugu (prema prvom zakonu termodinamike). Energija, koja je u hranjivim tvarima u latentnom, tj. Vezanom stanju, prolazi u ATP molekule. Na pitanje što je stanična prehrana u biologiji, postoji odgovor koji uzima u obzir sljedeće postulate:

1. Stanica, kao otvoreni biosustav, zahtijeva konstantan priljev energije iz vanjskog okruženja.
2. Organske tvari potrebne za prehranu, stanica može dobiti dva načina:

a) iz međustaničnog okoliša, u obliku gotovih spojeva;

b) samostalno sintetiziranje proteina, ugljikohidrata i masti iz ugljičnog dioksida, amonijaka itd.

Stoga su svi organizmi podijeljeni u heterotrofnu i autotrofnu čiji se metabolizam proučava biokemijom.

Metabolizam i energija

Organske tvari koje ulaze u stanicu su cijepane, što dovodi do oslobađanja energije kao ATP ili NADP-H2 molekule. Cijeli niz reakcija asimilacije i disimilacije je metabolizam. U nastavku ćemo razmotriti korake razmjena energije, pružanje hranjivih heterotrofnih stanica. Prvo, proteini, ugljikohidrati i lipidi podijeljeni na njihove monomere: aminokiseline, glukoza, glicerin i masne kiseline. Zatim, tijekom anoksičnog cijepanja, podliježu daljnjem razgradnji (anaerobna digestija).

Na taj način dolazi do prehrane unutarstaničnih parazita: rickettsia, klamidija i patogenih bakterija, na primjer, klostridija. Jednozelene gljivice kvasca razgrađuju glukozu u etanolu, bakterije mliječne kiseline - mliječnoj kiselini. Dakle, glikoliza, alkohol, uljna kiselina, mliječna fermentacija su primjeri stanične prehrane zbog anaerobnog cijepanja u heterotrofima.

Autotrofija i značajke metaboličkih procesa

Za organizme koji žive na Zemlji, glavni izvor energije je Sunce. Zahvaljujući njemu, pružaju se potrebe stanovnika našeg planeta. Neki od njih sintetiziraju hranjive tvari zbog svjetlosne energije, nazivaju se fototrofi. Drugi - uz pomoć energije oksidacijsko-redukcijskih reakcija, nazivaju se hemotrophs. u jednostanične alge prehrana ćelije, čija je slika prikazana u nastavku, provodi se fotosintetski.

Zelene biljke sadrže klorofil, koji je dio kloroplasta. Ona igra ulogu antene koja bilježi količinu svjetlosti. U svjetloj i mračnoj fazi fotosinteze nastaju enzimske reakcije (ciklus Calvin) čiji je rezultat nastajanje ugljične kiseline iz svih organskih tvari koje se koriste u prehrani. Dakle, stanica, koja se pokreće pomoću svjetlosne energije, zove se autotrofično ili fototrofno.

Jednostaničnih organizama, pod nazivom hemosintetikami za formiranje organskih tvari koriste energiju oslobađa kemijskim reakcijama, na primjer, spojevi željeza željezo oksidira bakterija željeza u feri i pušten energije odlazi na sintezu molekula glukoze.

Dakle, foto-sintetički organizmi hvataju svjetlosnu energiju i pretvaraju ga u energiju kovalentnih veza mono- i polisaharida. Zatim, kroz veze opskrbnog lanca, energija se prenosi na stanice heterotrofnih organizama. Drugim riječima, zahvaljujući fotosintezi, postoje svi strukturni elementi biosfere. Može se reći da stanica koja se hrani autotrofijom, hrani ne samo sebe nego i sve što živi na planeti Zemlji.

Kako se hrane heterotrofični organizmi?

Stanica, čija hrana ovisi o unosu organskih tvari iz vanjskog okruženja, naziva se heterotrofna. Organizama, poput gljiva, životinja, ljudi i parazitske bakterije razgrađuju ugljikohidrati, proteini i masti, uz pomoć probavnih enzima.

Zatim, što je rezultiralo monomeri se apsorbira u stanice i koristi ga za izgradnju svoje organele i život. Otopljene hranjive tvari ulaze u stanicu po pinocitozom i čvrste čestice hrane - fagocitozu. Heterotrofnih organizama mogu se podijeliti u saprotroph i parazita. Prvi (npr bakterije, gljivice tla, neki insekti) hrane mrtvom organskom tvari, a potonji (bakterije, crvi, parazitskih gljivica) - stanica i tkiva živih organizama.

Miksotrofi, njihovo širenje u prirodi

Mješoviti tip hrane u prirodi je dovoljno rijedak i jest oblik prilagodbe (idioadaptata) različitim čimbenicima okoliša. Glavni uvjet mixotrofije je prisutnost stanica i organela koji sadrže klorofil za fotosintezu i sustav enzima koji razgrađuju gotove hranjive tvari koje dolaze iz okoliša. Na primjer, jednostanična životinja euglena zelena Klorofil s klorofilom u hijaloplazmi.

Kada spremnik u kojem euglena živi dobro osvijetljen, jede poput biljke, tj. Autotrofično, fotosintezom. Kao rezultat toga, glukoza se sintetizira iz ugljičnog dioksida, koju stanica koristi kao hranu. Noću, euglena hrani heterotrofično, cijepajući organske tvari s enzimima u probavnim vakuolama. Dakle, znanstvenici smatraju mixotrofnu prehranu stanice kao dokaz jedinstva podrijetla biljaka i životinja.

Rast stanica i njegov odnos s trofizmom

Povećanje duljine, mase, volumena cijelog organizma i njegovih pojedinačnih organa i tkiva zove se rast. Nemoguće je bez stalne opskrbe hranjivih tvari u stanice koje služe kao građevinski materijal. Da bi se dobio odgovor na pitanje kako stanica raste, čija se prehrana javlja automeficično, potrebno je pojasniti je li to neovisni organizam ili kao strukturna jedinica u višestaničnom organizmu. U prvom slučaju, rast će se pojaviti tijekom međufaznog razdoblja staničnog ciklusa. Procesi razmjene plastike intenzivno se pojavljuju u njemu. Nutricionizam heterotrofnih organizama korelira se s prisutnošću hrane koja dolazi iz vanjskog okoliša. rast višestanični organizam javlja se zbog aktivacije biosinteze u obrazovnim tkivima, kao i prevlast anaboličkih reakcija nad procesima katabolizma.

Uloga kisika u prehrani heterotrofnih stanica

Aerobni organizmi: neke bakterije, gljivice, životinje i ljudi koriste kisik kako bi potpuno razbili hranjive tvari, poput glukoze, ugljičnog dioksida i vode (ciklus Krebs). Se javlja u mitohondrijalnom matrice sadrži enzimatski sustav H + ATP-ASE, koji sintetizira molekula ATP iz ADP. U prokariotskih organizama, poput aerobne bakterije i cijanobakterije, disimilacija kisik korak odvija na plazmatskoj strani membrane stanica.

Specifičnost prehrane gamete

U molekularnoj biologiji i snage citologija stanica može se ukratko opisati kao proces odvija u njemu hranjive tvari, njihova sinteza i cijepanje određene količine energije u obliku ATP molekula. Trofički gameti: jajne stanice i spermatozi imaju neke osobitosti vezane uz visoku specifičnost njihovih funkcija. To se posebno odnosi na žensku spolnu stanicu koja je prisiljena nakupiti veliku količinu hranjivih tvari, uglavnom u obliku žumanjaka.

Nakon oplodnje, upotrijebit će ih kako bi slomili i formirali zametak. Spermatozoa u procesu sazrijevanja (spermatogeneza) dobivaju organske tvari iz Sertoli stanice, koji se nalazi u sjemenkastim tubulama. Dakle, oba tipa gameta imaju visoku razinu metabolizma, što je moguće zahvaljujući aktivnom staničnom trofizmu.

Uloga mineralne prehrane

metaboličkim procesima nisu moguće bez priljeva kationa i aniona koji čine mineralne soli. Na primjer, potrebna za fotosintezu magnezijev ion, na enzimatski sustav mitohondrija - ionima i kalcija, za održavanje puferski kapacitet hyaloplasm - prisustva natrij iona, kao i karbonatni anione kiseline. Otopine soli mineralnih ući u stanicu putem pinocitozom ili difuzijom kroz staničnu membranu. Mineralna ishrana svojstvena oba autotrofnih i heterotrofnih stanica.

Ukratko, bili smo uvjereni da je vrijednost stanične prehrane stvarno super, jer taj proces dovodi do stvaranja građevinskog materijala (ugljikohidrata, bjelančevina i masti) od ugljičnog dioksida u autotrofnim organizmima. Heterotrofne stanice se hrane organskim tvarima nastalim kao rezultat vitalne aktivnosti autotrofova. Oni koriste primljenu energiju za reprodukciju, rast, kretanje i druge procese vitalne aktivnosti.