Строение митохондрии и их функции в таблице
4.4
Средняя оценка: 4.4
Всего получено оценок: 463.
4.4
Средняя оценка: 4.4
Всего получено оценок: 463.
Важную роль в жизнедеятельности каждой клетки играют особые структуры – митохондрии. Строение митохондрий позволяет работать органелле в полуавтономном режиме.
Материал подготовлен совместно с учителем высшей категории, кандидатом биологических наук Факторович Лилией Витальевной.
Опыт работы учителем биологии — более 31 года.
Общая характеристика
Митохондрии были обнаружены в 1850 году. Однако понять строение и функциональное назначение митохондрий стало возможно только в 1948 году.
За счёт своих довольно крупных размеров органеллы хорошо различимы в световом микроскопе. Максимальная длина – 10 мкм, диаметр не превышает 1 мкм.
Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках. Это двумембранные органоиды обычно бобовидной формы. Также встречаются митохондрии сферической, нитевидной, спиралевидной формы.
Количество митохондрий может значительно варьировать. Например, в клетках печени их насчитывается около тысячи, а в ооцитах – 300 тысяч. Растительные клетки содержат меньше митохондрий, чем животные.
Рис. 1. Нахождение митохондрий в клетке.Митохондрии пластичны. Они меняют форму и перемещаются в активные центры клетки. Обычно митохондрий больше в тех клетках и частях цитоплазмы, где выше потребность в АТФ.
Строение
Каждая митохондрия отделена от цитоплазмы двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая. Строение внутренней мембраны более сложное. Она образует многочисленные складки – кристы, которые увеличивают функциональную поверхность. Между двумя мембранами находится пространство в 10-20 нм, заполненное ферментами. Внутри органеллы располагается матрикс – гелеобразное вещество.
В таблице “Строение и функции митохондрии” подробно описаны компоненты органеллы.
Состав | Описание | Функции |
Внешняя мембрана | Состоит из липидов. | Защищает органеллу, способствует транспорту веществ |
Кристы | Располагаются перпендикулярно оси митохондрии. Могут иметь вид пластинок или трубочек. Количество крист варьирует в зависимости от типа клеток. В клетках сердца их в три раза больше, чем в клетках печени. Содержат фосфолипиды и белки трёх типов: – катализирующие – участвуют в окислительных процессах; – ферментативные – участвуют в образовании АТФ; – транспортные – переносят молекулы из матрикса наружу и обратно | Осуществляет вторую стадию кислородного дыхания с помощью дыхательной цепи. Происходит окисление водорода, образование 34 молекулы АТФ и воды |
Матрикс | Состоит из смеси ферментов, жирных кислот, белков, РНК, митохондриальных рибосом. | Осуществляет первую стадию кислородного дыхания – цикл Кребса, в результате которого образуется 2 молекулы АТФ |
Содержит большое количество белка порина, который образует гидрофильные канальцы. Вся наружная мембрана пронизана порами, через которые в митохондрию попадают молекулы веществ. Также содержит ферменты, участвующие в синтезе липидов
Здесь находится собственная ДНК митохондрийГлавная функция митохондрии – генерация энергии клетки в виде молекул АТФ за счёт реакции окислительного фосфорилирования – клеточного дыхания.
Пластиды
Помимо митохондрий в клетках растений присутствуют дополнительные полуавтономные органеллы – пластиды.
В зависимости от функционального назначения различают три вида пластид:
- хромопласты – накапливают и хранят пигменты (каротины) разных оттенков, придающих окраску цветкам, плодам растений, и обеспечивают окраску осенних листьев;
- лейкопласты – запасают питательные вещества, например, крахмал, в виде зерён и гранул;
- хлоропласты – наиболее важные органеллы, содержащие зелёный пигмент (хлорофилл), придающий окраску растениям, и осуществляющие фотосинтез.
Что мы узнали?
Рассмотрели особенности строения митохондрий – двумембранных органелл, осуществляющих клеточное дыхание. Наружная мембрана состоит из белков и липидов и производит транспорт веществ. Внутренняя мембрана образует складки – кристы, на которых происходит окисление водорода. Кристы окружает матрикс – гелеобразное вещество, в котором протекает часть реакций клеточного дыхания. В матриксе находятся митохондриальные ДНК и РНК.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Ирина Гунько
10/10
Мария Магомедова
5/10
Евгений Наталевич
10/10
Оценка доклада
4.4
Средняя оценка: 4.4
Всего получено оценок: 463.
А какая ваша оценка?
просто и понятно об их строении, функциях и роли в клетке
Содержание:
Еще в далеком XIX веке с интересом изучая посредством первых не совершенных еще тогда микроскопов, строение живой клетки, биологи заметили в ней некие продолговатые зигзагоподобные объекты, которые получили название «митохондрии».
Определение и роль
Митохондрии представляют собой двумембранный органоид эукариотической клетки, основное задание которого – окисление органических соединений, синтез молекул АТФ, с последующим применением энергии, образованной после их распада. То есть по сути митохондрии это энергетическая база клеток, говоря образным языком, именно митохондрии являются своего рода станциями, которые вырабатывают необходимую для клеток энергию.
Количество митохондрий в клетках может меняться от нескольких штук, до тысяч единиц. И больше их естественно именно в тех клетках, где интенсивно идут процессы синтеза молекул АТФ.
Сами митохондрии также имеют разную форму и размеры, среди них встречаются округлые, вытянутые, спиральные и чашевидные представители. Чаще всего их форма округлая и вытянутая, с диаметром от одного микрометра и до 10 микрометров длинны.
Примерно так выглядит митохондрия.
Также митохондрии могут, как перемещаться по клетке (делают они это благодаря току цитоплазмы), так и неподвижно оставаться на месте. Перемещаются они всегда в те места, где наиболее требуется выработка энергии.
Происхождение
Еще в начале прошлого ХХ века была сформирована так званая гипотеза симбиогенеза, согласно которой митохондрии произошли от аэробных бактерий, внедренных в другую прокариотическую клетку. Бактерии эти стали снабжать клетку молекулами АТФ взамен получая необходимые им питательные вещества. И в процессе эволюции они постепенно потеряли свою автономность, передав часть своей генетической информации в ядро клетки, превратившись в клеточную органеллу.
Строение
Митохондрии состоят из:
- двух мембран, одна из них внутренняя, другая внешняя,
- межмембранного пространства,
- матрикса – внутреннего содержимого митохондрии,
- криста – это часть мембраны, которая выросла в матриксе,
- белок синтезирующей системы: ДНК, рибосом, РНК,
- других белков и их комплексов, среди которых большое число всевозможных ферментов,
- других молекул
Так выглядит строение митохондрии.
Внешняя и внутренняя мембраны митохондрии имеют разные функции, и по этой причине различается их состав. Внешняя мембрана своим строением схожа с мембраной плазменной, которая окружает саму клетку и выполняет в основном защитную барьерную роль. Тем не менее, мелкие молекулы могут проникать через нее, а вот проникновение молекул покрупнее уже избирательно.
На внутренней мембране митохондрии, в том числе на ее выростах – кристах, располагаются ферменты, образуя мультиферментативные системы. По химическому составу тут преобладают белки. Количество крист зависит от интенсивности синтезирующих процессов, к примеру, в митохондриях клеток мышц их очень много.
У митохондрий, как впрочем, и у хлоропластов, имеется своя белоксинтезирующая система – ДНК, РНК и рибосомы. Генетический аппарат имеет вид кольцевой молекулы – нуклеотида, точь в точь как у бактерий. Часть необходимых белков митохондрии синтезируют сами, а часть получают извне, из цитоплазмы, поскольку эти белки кодируются ядерными генами.
Функции
Как мы уже написали выше, основная функция митохондрий – снабжение клетки энергией, которая путем многочисленных ферментативных реакций извлекается из органических соединений. Некоторые подобные реакции идут с участием кислорода, а после других выделяется углекислый газ. И реакции эти происходят, как внутри самой митохондрии, то есть в ее матриксе, так и на кристах.
Если сказать иначе, то роль митохондрии в клетке заключается в активном участии в «клеточном дыхании», к которому относится множество химических реакций окисления органических веществ, переносов протонов водорода с последующим выделением энергии и т. д.
Ферменты
Ферменты транслоказы внутренней мембраны митохондрий осуществляют транспортировку АДФ в АТФ. На головках, что состоят из ферментов АТФазы идет синтез АТФ. АТФаза обеспечивает сопряжение фосфорилирования АДФ с реакциями дыхательной цепи. В матриксе находится большая часть ферментов цикла Кребса и окисления жирных кислот
Видео
И в завершение интересное образовательное видео о митохондриях.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika19[email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.
Страница про автора
Эта статья доступна на английском языке – Mitochondria: Structure, Function and Role in the Cell.
Схожі записи:
Все о митохондриях | LHSC
Все о митохондриях | Основы биологии | Общие симптомы | Болезни на молекулярном уровне | Шаблоны наследования |
Диагностика заболеваний | Управление болезнями | Ссылки | База данных болезней | Ссылки |
Внутри митохондрии
Что такое митохондрии?
Митохондрии являются важными компонентами почти всех клеток организма.
Эти органеллы являются электростанциями для клеток, обеспечивающими энергию для проведения биохимических реакций и других клеточных процессов. Митохондрии производят энергию для клеток из химической энергии, хранящейся в пище, которую мы едим.
Где находятся митохондрии?
Митохондрии находятся во всех клетках организма, за исключением некоторых. Обычно в одной клетке находится несколько митохондрий, в зависимости от функции этого типа клеток. Митохондрии располагаются в цитоплазме клеток вместе с другими органеллами клетки.
История
Как возникли митохондрии?
Этот вопрос возник в связи со многими характеристиками, общими для митохондрий и других одноклеточных живых организмов. Например, митохондрии являются единственными органеллами в клетке, которые содержат свою собственную ДНК, а также свой собственный механизм производства белка.
Исследования пролили свет на возможность существования теории, известной как эндосимбиоз.
Когда на нашей планете впервые зародилась жизнь, одноклеточные организмы производили энергию крайне неэффективным способом (анаэробное дыхание, то есть без кислорода) по сравнению с тем, что сегодня использует большинство многоклеточных организмов (аэробное дыхание, использующее кислород). В ходе эволюции появились растения, которые смогли производить кислород в атмосфере, что привело к аэробному дыханию, которое производило энергию высокоэффективным образом. Теория эндосимбиоза предполагает, что митохондрии когда-то были самостоятельными свободными живыми организмами, которые использовали аэробное дыхание. Более крупные анаэробные клетки просто поглотили эти аэробные митохондрии, чтобы использовать их энергию, что дало начало сложным клеткам, которые мы находим сегодня, например, в нашем теле.
Хронология митохондриальных заболеваний
Область митохондриальной медицины чрезвычайно нова и поэтому постоянно расширяется.
На самом деле открытие большинства митохондриальных болезней произошло только в течение последних 30 лет. На приведенной ниже временной шкале показаны некоторые важные вехи в истории митохондриальной медицины:
1962 . Первый случай подозрения на митохондриальное заболевание возникает, когда у женщины наблюдается чрезвычайно быстрый и эффективный обмен веществ, а митохондрии, которые были больше по размеру и количеству, мышечная ткань
1962 — Химическое окрашивание применяется к митохондриям, чтобы идентифицировать любые наблюдаемые изменения в митохондриях под микроскопом
1975 — Первый случай Melas описывается
1981 — Митохондриальный геном —
9002 9006 — — митохондриальный геном. опубликованы о синдроме Кернса-Сейра и MERRF
1984 – Первая опубликованная научная статья о MELAS
1991 – Биохимический и молекулярный анализ образцов тканей пациентов становится коммерчески доступным
Как производится энергия?
Наша пища содержит строительные блоки жизни, известные как макромолекулы, а именно углеводы, белки и жиры.
Энергия, хранящаяся в молекулярных связях этих молекул, преобразуется в полезный источник энергии в организме, известный как АТФ. АТФ — единственная энергетическая валюта, которую можно использовать в нашем организме. Эта концепция аналогична энергии электростанций, поступающей в наши дома. Подобно макромолекулам, существует много источников энергии, включая гидро-, ветровую, ядерную и т. д. Хотя источники разные, энергия, поступающая в наши дома, почти всегда преобразуется в электричество для питания различных устройств, подобно тому, как в наших клетках используется только АТФ. используется для выполнения клеточных функций.
Фактическое производство АТФ — довольно сложный процесс. Внутренняя мембрана митохондрии отвечает за массовое производство энергии.
В частности, пять белков образуют цепь на внутренней митохондриальной мембране, известную как дыхательная цепь, которая передает энергию (в форме электрона) по этим пяти белкам, пока она не станет АТФ.
Это показано на анимации ниже.
Митохондрия | Определение, функция, структура и факты
митохондрии
Просмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Брюс Эймс Альберт Клод
- Похожие темы:
- митохондриальная болезнь Криста эндосимбионтная гипотеза мтДНК матрица
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что такое митохондрия?
Митохондрия представляет собой органеллу круглой или овальной формы, обнаруженную в клетках почти всех эукариотических организмов. Он производит энергию, известную как АТФ, для клетки посредством ряда химических реакций.
Что делают митохондрии?
Известные как «электростанции клетки», митохондрии производят энергию, необходимую для выживания и функционирования клетки. Через серию химических реакций митохондрии расщепляют глюкозу на молекулу энергии, известную как аденозинтрифосфат (АТФ), которая используется для подпитки различных других клеточных процессов.
Помимо производства энергии, митохондрии хранят кальций для передачи клеточных сигналов, вырабатывают тепло и участвуют в росте и гибели клеток.
Где находятся митохондрии?
Митохондрии находятся в клетках почти всех эукариотических организмов, включая растения и животных. Клетки, которым требуется много энергии, такие как мышечные клетки, могут содержать сотни или тысячи митохондрий. Некоторые типы клеток, такие как эритроциты, полностью лишены митохондрий. Как прокариотические организмы, бактерии и археи не имеют митохондрий.
митохондрия , связанная с мембраной органелла, обнаруженная в цитоплазме почти всех эукариотических клеток (клеток с четко определенными ядрами), основная функция которой заключается в выработке большого количества энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Митохондрии обычно имеют форму от круглой до овальной и имеют размер от 0,5 до 10 мкм. Помимо производства энергии, митохондрии хранят кальций для клеточной сигнальной активности, вырабатывают тепло и опосредуют рост и гибель клеток.
Количество митохондрий на клетку варьирует в широких пределах — например, у человека эритроциты (эритроциты) не содержат митохондрий, тогда как клетки печени и мышечные клетки могут содержать сотни или даже тысячи. Единственный известный эукариотический организм, у которого отсутствуют митохондрии, — это вид оксимонад Monocercomonoides . Митохондрии отличаются от других клеточных органелл тем, что они имеют две разные мембраны и уникальный геном и воспроизводятся путем бинарного деления; эти особенности указывают на то, что митохондрии разделяют эволюционное прошлое с прокариотами (одноклеточными организмами).
Большинство белков и других молекул, составляющих митохондрии, происходят из клеточного ядра. Однако в митохондриальном геноме человека содержится 37 генов, 13 из которых продуцируют различные компоненты электрон-транспортной цепи (ЭТЦ). У многих организмов митохондриальный геном наследуется по материнской линии. Это связано с тем, что яйцеклетка матери отдает большую часть цитоплазмы эмбриону, а митохондрии, унаследованные от спермы отца, обычно разрушаются.
Наружная мембрана митохондрий свободно проницаема для малых молекул и содержит специальные каналы, способные транспортировать большие молекулы. Напротив, внутренняя мембрана гораздо менее проницаема, позволяя только очень маленьким молекулам проникать в гелеобразный матрикс, составляющий центральную массу органеллы. Матрица содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) митохондриального генома и ферменты цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) (также известного как цикл лимонной кислоты или цикл Кребса), который превращает питательные вещества в побочные продукты, которые митохондрия может использовать для своих нужд. производство энергии.
Викторина «Британника»
Викторина «Части клетки»
Процессы, которые превращают эти побочные продукты в энергию, происходят в основном на внутренней мембране, которая изгибается в складки, известные как кристы, в которых находятся белковые компоненты основной системы генерации энергии клеток, ETC.
Leave A Comment