Biología, estructura celular, composición química y funciones vitales. Composición y estructura de una célula animal. La célula y su composición química.

Celúla- un sistema vivo elemental, principal unidad estructural y funcional del cuerpo, capaz de autorrenovarse, autorregularse y autorreproducirse.

Propiedades vitales de una célula humana.

Las principales propiedades vitales de una célula incluyen: metabolismo, biosíntesis, reproducción, irritabilidad, excreción, nutrición, respiración, crecimiento y descomposición de compuestos orgánicos.

Composición química de la célula.

Los principales elementos químicos de la célula: Oxígeno (O), Azufre (S), Fósforo (P), Carbono (C), Potasio (K), Cloro (Cl), Hidrógeno (H), Hierro (Fe), Sodio ( Na), Nitrógeno (N), Calcio (Ca), Magnesio (Mg)

Materia celular orgánica

Nombre de las sustancias	¿De qué elementos (sustancias) se componen?	Funciones de las sustancias
carbohidratos	Carbono, hidrógeno, oxígeno.	Las principales fuentes de energía para todos los procesos de la vida.
	Carbono, hidrógeno, oxígeno.	Forman parte de todas las membranas celulares y sirven como fuente de reserva de energía en el cuerpo.
	Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo.	1. El principal material de construcción de la celda; 2. acelerar el curso de las reacciones químicas en el cuerpo; 3. una fuente de reserva de energía para el organismo.
Ácidos nucleicos	Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo.	ADN: determina la composición de las proteínas celulares y la transmisión de características y propiedades hereditarias a las siguientes generaciones; ARN: la formación de proteínas características de una célula determinada.
ATP (trifosfato de adenosina)	Ribosa, adenina, ácido fosfórico.	Proporciona suministro de energía, participa en la construcción de ácidos nucleicos.

Reproducción de células humanas (división celular)

La reproducción celular en el cuerpo humano se produce mediante división indirecta. Como resultado, el organismo hijo recibe el mismo conjunto de cromosomas que la madre. Los cromosomas son portadores de las propiedades hereditarias del cuerpo, transmitidas de padres a hijos.

Etapa de reproducción (fases de división)	Característica
Preparatorio	Antes de la división, el número de cromosomas se duplica. Se almacenan energía y sustancias necesarias para la división.
	Inicio de la división. Los centríolos del centro celular divergen hacia los polos celulares. Los cromosomas se espesan y acortan. La envoltura nuclear se disuelve. El huso de división se forma a partir del centro celular.
	Los cromosomas duplicados se encuentran en el plano ecuatorial de la célula. A cada cromosoma se unen densos hilos que se extienden desde los centríolos.
	Los hilos se contraen y los cromosomas se mueven hacia los polos de la célula.
Cuatro	Fin de la división. Se divide todo el contenido de la célula y el citoplasma. Los cromosomas se alargan y se vuelven indistinguibles. Se forma la membrana nuclear, aparece una constricción en el cuerpo celular, que gradualmente se profundiza, dividiendo la célula en dos. Se forman dos células hijas.

Estructura de una célula humana.

Una célula animal, a diferencia de una célula vegetal, tiene un centro celular, pero carece de: una pared celular densa, poros en la pared celular, plastidios (cloroplastos, cromoplastos, leucoplastos) y vacuolas con savia celular.

Estructuras celulares	Características estructurales	Funciones básicas
Membrana plasmática	Capa de bilípidos (grasa) rodeada de nuevas capas blancas.	Metabolismo entre células y sustancia intercelular.
Citoplasma	Sustancia viscosa semilíquida en la que se encuentran los orgánulos celulares.	Ambiente interno de la célula. Interconexión de todas las partes de la célula y transporte de nutrientes.
Núcleo con nucléolo	Un cuerpo delimitado por la envoltura nuclear, con cromatina (tipo y ADN). El nucléolo se encuentra dentro del núcleo y participa en la síntesis de proteínas.	Centro de control de la celda. Transferencia de información a células hijas mediante cromosomas durante la división.
centro celular	Un área de citoplasma más densa con centríolos (y cuerpos cilíndricos)	Participa en la división celular.
Retículo endoplásmico	Red de túbulos	Síntesis y transporte de nutrientes.
ribosomas	Cuerpos densos que contienen proteínas y ARN.	Sintetizan proteínas
lisosomas	Cuerpos redondos que contienen enzimas.	Descomponer proteínas, grasas, carbohidratos.
mitocondrias	Cuerpos engrosados ​​con pliegues internos (crestas)	Contienen enzimas, con la ayuda de las cuales se descomponen los nutrientes y la energía se almacena en forma de una sustancia especial: el ATP.
aparato de Golgi	Con cámara de combustión de bolsas de membrana plana.	formación de lisosomas

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Fuente de información:

Biología en tablas y diagramas./ Edición 2, - San Petersburgo: 2004.

Rezanova E.A. Biología humana. En tablas y diagramas./ M.: 2008.

Gracias a tu curso de botánica y zoología, sabes que los cuerpos de las plantas y los animales están formados por células. El cuerpo humano también está formado por células. Gracias a la estructura celular del cuerpo, es posible su crecimiento, reproducción, restauración de órganos y tejidos y otras formas de actividad.

La forma y el tamaño de las células dependen de la función que realiza el órgano. El principal instrumento para estudiar la estructura de una célula es el microscopio. Un microscopio óptico permite observar una célula con un aumento de aproximadamente tres mil veces; un microscopio electrónico, que utiliza una corriente de electrones en lugar de luz, cientos de miles de veces. La citología estudia la estructura y funciones de las células (del griego “cytos” - célula).

Estructura celular. Cada célula consta de citoplasma y núcleo, y por fuera está cubierta por una membrana que separa una célula de las vecinas. El espacio entre las membranas de las células vecinas está lleno de líquido. sustancia intercelular. Función principal membranas Consiste en que a través de él se mueven diversas sustancias de una célula a otra y así se produce el intercambio de sustancias entre las células y la sustancia intercelular.

Citoplasma- sustancia viscosa semilíquida. El citoplasma contiene varias de las estructuras más pequeñas de la célula: organoides, que realizan diversas funciones. Veamos los orgánulos más importantes: las mitocondrias, una red de túbulos, los ribosomas, el centro celular y el núcleo.

mitocondrias- cuerpos cortos y engrosados ​​​​con tabiques internos. Producen una sustancia rica en energía necesaria para los procesos que ocurren en la célula (ATP). Se ha observado que cuanto más activamente funciona una célula, más mitocondrias contiene.

Red de túbulos impregna todo el citoplasma. El movimiento de sustancias se produce a través de estos túbulos y se establece la comunicación entre orgánulos.

ribosomas- cuerpos densos que contienen proteínas y ácido ribonucleico. Son el sitio de formación de proteínas.

centro celular formado por cuerpos que participan en la división celular. Están ubicados cerca del núcleo.

Centro- este es un cuerpo que es un componente esencial de la célula. Durante la división celular, la estructura del núcleo cambia. Cuando finaliza la división celular, el núcleo vuelve a su estado anterior. Hay una sustancia especial en el núcleo. cromatina, a partir del cual se forman cuerpos filamentosos antes de la división celular - cromosomas. Las células se caracterizan por un número constante de cromosomas de cierta forma. Las células del cuerpo humano contienen 46 cromosomas y las células germinales tienen 23.

Composición química de la célula. Las células del cuerpo humano están formadas por una variedad de compuestos químicos de naturaleza orgánica e inorgánica. Las sustancias inorgánicas de la célula incluyen agua y sales. El agua constituye hasta el 80% de la masa de la célula. Disuelve sustancias involucradas en reacciones químicas: transporta nutrientes, elimina desechos y compuestos nocivos de la célula. Las sales minerales (cloruro de sodio, cloruro de potasio, etc.) desempeñan un papel importante en la distribución del agua entre las células y la sustancia intercelular. En la creación de compuestos orgánicos vitales intervienen elementos químicos individuales como oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, azufre, hierro, magnesio, zinc, yodo y fósforo. Los compuestos orgánicos forman hasta el 20-30% de la masa de cada célula. Entre los compuestos orgánicos, los carbohidratos, las grasas, las proteínas y los ácidos nucleicos son los de mayor importancia.

carbohidratos están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Los carbohidratos incluyen glucosa y almidón animal: glucógeno. Muchos carbohidratos son muy solubles en agua y son la principal fuente de energía para todos los procesos vitales. La descomposición de 1 g de carbohidratos libera 17,6 kJ de energía.

Grasas formado por los mismos elementos químicos que los carbohidratos. Las grasas son insolubles en agua. Forman parte de las membranas celulares. Las grasas también sirven como fuente de reserva de energía en el cuerpo. Cuando 1 g de grasa se descompone por completo, se liberan 38,9 kJ de energía.

Ardillas Son las principales sustancias de la célula. Las proteínas son las sustancias orgánicas más complejas que se encuentran en la naturaleza, aunque constan de una cantidad relativamente pequeña de elementos químicos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. Muy a menudo, las proteínas contienen fósforo. La molécula de proteína es grande y está formada por una cadena que consta de decenas y cientos de compuestos más simples: 20 tipos de aminoácidos.

Las proteínas sirven como principal material de construcción. Participan en la formación de membranas celulares, núcleo, citoplasma y orgánulos. Muchas proteínas actúan como aceleradores de reacciones químicas. enzimas. Los procesos bioquímicos pueden ocurrir en una célula solo en presencia de enzimas especiales que aceleran las transformaciones químicas de sustancias cientos de millones de veces.

Las proteínas tienen una estructura diversa. Hay hasta 1000 proteínas diferentes en una sola célula.

Durante la descomposición de las proteínas en el cuerpo, se libera aproximadamente la misma cantidad de energía que durante la descomposición de los carbohidratos: 17,6 kJ por 1 g.

Ácidos nucleicos se forman en el núcleo celular. Su nombre está relacionado con esto (del latín "núcleo" - núcleo). Están compuestos de carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno y fósforo. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ácidos desoxirribonucleicos (ADN) y ácidos ribonucleicos (ARN). El ADN se encuentra principalmente en los cromosomas de las células. El ADN determina la composición de las proteínas celulares y la transmisión de rasgos y propiedades hereditarios de padres a hijos. Las funciones del ARN están asociadas a la formación de proteínas características de esta célula.

Términos y conceptos básicos:

Todos los organismos de nuestro planeta están formados por células que son similares en composición química. En este artículo hablaremos brevemente sobre la composición química de la célula, su papel en la vida de todo el organismo y descubriremos qué ciencia estudia este tema.

Grupos de elementos de la composición química de la célula.

La ciencia que estudia los componentes y la estructura de una célula viva se llama citología.

Todos los elementos incluidos en la estructura química del cuerpo se pueden dividir en tres grupos:

• macroelementos;
• microelementos;
• ultramicroelementos.

Los macroelementos incluyen hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno. Representan casi el 98% de todos los elementos constituyentes.

Los microelementos están presentes en décimas y centésimas de porcentaje. Y un contenido muy bajo de ultramicroelementos: centésimas y milésimas de porcentaje.

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Traducido del griego, "macro" significa grande y "micro", pequeño.

Los científicos han descubierto que no existen elementos especiales que sean exclusivos de los organismos vivos. Por tanto, tanto la naturaleza viva como la inanimada se componen de los mismos elementos. Esto prueba su relación.

A pesar del contenido cuantitativo de un elemento químico, la ausencia o reducción de al menos uno de ellos provoca la muerte de todo el organismo. Después de todo, cada uno de ellos tiene su propio significado.

El papel de la composición química de la célula.

Los macroelementos son la base de los biopolímeros, a saber, proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y lípidos.

Los microelementos forman parte de sustancias orgánicas vitales y participan en los procesos metabólicos. Son componentes constituyentes de sales minerales, que se encuentran en forma de cationes y aniones, su proporción determina el ambiente alcalino. La mayoría de las veces es ligeramente alcalino, porque la proporción de sales minerales no cambia.

La hemoglobina contiene hierro, clorofila - magnesio, proteínas - azufre, ácidos nucleicos - fósforo, el metabolismo se produce con una cantidad suficiente de calcio.

Arroz. 2. Composición celular

Algunos elementos químicos son componentes de sustancias inorgánicas, como el agua. Desempeña un papel importante en la vida de las células tanto vegetales como animales. El agua es un buen disolvente, por eso todas las sustancias del interior del cuerpo se dividen en:

• hidrófilo - se disuelve en agua;
• Hidrofóbico - no disolver en agua.

Gracias a la presencia de agua, la célula se vuelve elástica y favorece el movimiento de sustancias orgánicas en el citoplasma.

Arroz. 3. Sustancias celulares.

Tabla "Propiedades de la composición química de la célula"

Para entender claramente qué elementos químicos forman parte de la célula, los incluimos en la siguiente tabla:

Elementos		Significado
Macronutrientes
Oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno.
		Componente constituyente de la cáscara en las plantas, en el cuerpo animal se encuentra en los huesos y los dientes y participa activamente en la coagulación de la sangre.
		Contenido en ácidos nucleicos, enzimas, tejido óseo y esmalte dental.
Microelementos
		Es la base de proteínas, enzimas y vitaminas.
		Proporciona transmisión de impulsos nerviosos, activa la síntesis de proteínas, la fotosíntesis y los procesos de crecimiento.
		Uno de los componentes del jugo gástrico, un provocador enzimático.
		Participa activamente en los procesos metabólicos, un componente de la hormona tiroidea.
		Asegura la transmisión de impulsos en el sistema nervioso, mantiene una presión constante dentro de la célula y provoca la síntesis de hormonas.
		Elemento constituyente de la clorofila, el tejido óseo y los dientes, provoca la síntesis de ADN y los procesos de transferencia de calor.
		Parte integral de la hemoglobina, el cristalino y la córnea, sintetiza clorofila. Transporta oxígeno por todo el cuerpo.
Ultramicroelementos
		Parte integral de los procesos de hematopoyesis y fotosíntesis, acelera los procesos de oxidación intracelular.
Manganeso		Activa la fotosíntesis, participa en la formación de sangre y asegura una alta productividad.
		Componente del esmalte dental.
		Regula el crecimiento de las plantas.

¿Qué hemos aprendido?

Cada célula de la naturaleza viva tiene su propio conjunto de elementos químicos. En cuanto a su composición, los objetos de la naturaleza viva e inanimada tienen similitudes, esto demuestra su estrecha relación. Cada célula se compone de macroelementos, microelementos y ultramicroelementos, cada uno de los cuales tiene su propia función. La ausencia de al menos uno de ellos provoca la enfermedad e incluso la muerte de todo el organismo.

Prueba sobre el tema.

Evaluación del informe

Calificación promedio: 4.5. Calificaciones totales recibidas: 1504.

Las células que forman los tejidos de plantas y animales varían significativamente en forma, tamaño y estructura interna. Sin embargo, todos muestran similitudes en las características principales de los procesos vitales, el metabolismo, la irritabilidad, el crecimiento, el desarrollo y la capacidad de cambiar.

Las transformaciones biológicas que ocurren en una célula están indisolublemente ligadas a aquellas estructuras de una célula viva que son responsables de realizar una u otra función. Estas estructuras se denominan orgánulos.

Las células de todo tipo contienen tres componentes principales, inextricablemente vinculados:

1. estructuras que forman su superficie: la membrana externa de la célula, o la membrana celular, o la membrana citoplasmática;
2. citoplasma con todo un complejo de estructuras especializadas: orgánulos (retículo endoplásmico, ribosomas, mitocondrias y plastidios, complejo de Golgi y lisosomas, centro celular), constantemente presentes en la célula, y formaciones temporales llamadas inclusiones;
3. núcleo: separado del citoplasma por una membrana porosa y contiene savia nuclear, cromatina y nucléolo.

estructura celular

El aparato de superficie de la célula (membrana citoplasmática) de plantas y animales tiene algunas características.

En los organismos unicelulares y los leucocitos, la membrana externa asegura la penetración de iones, agua y pequeñas moléculas de otras sustancias en la célula. El proceso de penetración de partículas sólidas en una célula se llama fagocitosis y la entrada de gotas de sustancias líquidas se llama pinocitosis.

La membrana plasmática externa regula el intercambio de sustancias entre la célula y el entorno externo.

Las células eucariotas contienen orgánulos cubiertos por una doble membrana: mitocondrias y plastidios. Contienen su propio ADN y aparato de síntesis de proteínas, se reproducen por división, es decir, tienen cierta autonomía en la célula. Además del ATP, en las mitocondrias se sintetizan pequeñas cantidades de proteínas. Los plastidios son característicos de las células vegetales y se reproducen por división.

Estructura de la membrana celular.

tipos de células	Estructura y funciones de las capas externa e interna de la membrana celular.
	capa exterior (composición química, funciones)	capa interna - membrana plasmática
		composición química	funciones
Células vegetales	Consiste en fibra. Esta capa sirve como marco de la célula y realiza una función protectora.	Dos capas de proteínas, entre ellas hay una capa de lípidos.	Limita el ambiente interno de la célula del externo y mantiene estas diferencias.
Células animales	La capa exterior (glucocáliz) es muy fina y elástica. Está formado por polisacáridos y proteínas. Realiza una función protectora.	Mismo	Enzimas especiales de la membrana plasmática regulan la penetración de muchos iones y moléculas en la célula y su liberación al ambiente externo.

Los orgánulos de membrana única incluyen el retículo endoplásmico, el complejo de Golgi, los lisosomas y varios tipos de vacuolas.

Las herramientas de investigación modernas han permitido a los biólogos establecer que, según la estructura de la célula, todos los seres vivos deben dividirse en organismos "no nucleares": procariotas y "nucleares", eucariotas.

Las bacterias procariotas y las algas verdiazules, así como los virus, tienen un solo cromosoma, representado por una molécula de ADN (con menos frecuencia ARN), ubicada directamente en el citoplasma de la célula.

La estructura de los orgánulos del citoplasma celular y sus funciones.

Organoides principales	Estructura	Funciones
Citoplasma	Medio interno semilíquido de estructura de grano fino. Contiene núcleo y orgánulos.	Proporciona interacción entre el núcleo y los orgánulos. Regula la velocidad de los procesos bioquímicos. Realiza una función de transporte.
ER - retículo endoplásmico	Un sistema de membranas en el citoplasma que forma canales y cavidades más grandes, el EPS es de 2 tipos: granular (rugoso), en el que se ubican muchos ribosomas, y liso.	Realiza reacciones asociadas a la síntesis de proteínas, carbohidratos, grasas. Promueve el transporte y circulación de nutrientes dentro de la célula. Las proteínas se sintetizan en EPS granulares, los carbohidratos y las grasas se sintetizan en EPS lisos.
ribosomas	Cuerpos pequeños con un diámetro de 15-20 mm.	Realizar la síntesis de moléculas de proteínas y su ensamblaje a partir de aminoácidos.
mitocondrias	Tienen formas esféricas, filiformes, ovaladas y otras. Dentro de las mitocondrias hay pliegues (de 0,2 a 0,7 µm de longitud). La cubierta exterior de las mitocondrias consta de 2 membranas: la exterior es lisa y la interior forma excrecencias en forma de cruz en las que se encuentran las enzimas respiratorias.	Proporciona energía a la célula. La energía se libera mediante la descomposición del ácido adenosín trifosfórico (ATP) La síntesis de ATP se lleva a cabo mediante enzimas en las membranas mitocondriales.
Los plastidios son característicos únicamente de las células vegetales y son de tres tipos:	Organelos celulares de doble membrana
cloroplastos	Son de color verde, de forma ovalada y están delimitados desde el citoplasma por dos membranas de tres capas. Dentro del cloroplasto hay caras donde se concentra toda la clorofila.	Utiliza la energía luminosa del sol y crea sustancias orgánicas a partir de inorgánicas.
cromoplastos	Amarillo, naranja, rojo o marrón, formado como resultado de la acumulación de caroteno.	Da colores rojo y amarillo a diferentes partes de las plantas.
leucoplastos	Plastidos incoloros (que se encuentran en raíces, tubérculos y bulbos)	Almacenan nutrientes de reserva.
complejo de golgi	Puede tener diferentes formas y está formado por cavidades delimitadas por membranas y de ellas salen tubos con burbujas al final.	Acumula y elimina sustancias orgánicas sintetizadas en el retículo endoplasmático. Forma lisosomas
lisosomas	Cuerpos redondos con un diámetro de aproximadamente 1 micrón. Tienen una membrana (piel) en la superficie, en cuyo interior se encuentra un complejo de enzimas.	Realizar una función digestiva: digerir partículas de alimentos y eliminar orgánulos muertos.
Organoides de movimiento celular.	Flagelos y cilios, que son excrecencias celulares y tienen la misma estructura en animales y plantas. Miofibrillas: filamentos delgados de más de 1 cm de largo y 1 micrón de diámetro, ubicados en haces a lo largo de la fibra muscular. seudópodos	Realizar la función de movimiento. Provocan contracción muscular. Locomoción debido a la contracción de una proteína contráctil especial.
Inclusiones celulares	Estos son los componentes inestables de la célula: carbohidratos, grasas y proteínas.	Nutrientes de repuesto utilizados durante la vida celular.
centro celular	Consta de dos cuerpos pequeños, centríolos y centrosfera, una sección compactada del citoplasma.	Desempeña un papel importante en la división celular.

Los eucariotas tienen una gran riqueza de orgánulos y tienen núcleos que contienen cromosomas en forma de nucleoproteínas (un complejo de ADN con la proteína histona). Los eucariotas incluyen la mayoría de las plantas y animales modernos, tanto unicelulares como multicelulares.

Hay dos niveles de organización celular:

• procarióticos: sus organismos tienen una estructura muy simple: son formas unicelulares o coloniales que forman el reino de los gusanos, las algas verdiazules y los virus.
• eucariotas: formas unicelulares coloniales y multicelulares, desde las más simples (rizomas, flagelados, ciliados) hasta plantas y animales superiores, que constituyen el reino vegetal, el reino fúngico y el reino animal.

Estructura y funciones del núcleo celular.

Organelos principales	Estructura	Funciones
Núcleo de células vegetales y animales.	Forma redonda u ovalada
	La envoltura nuclear consta de 2 membranas con poros.	Separa el núcleo del citoplasma. Hay un intercambio entre el núcleo y el citoplasma.
	Jugo nuclear (carioplasma) - sustancia semilíquida	Entorno en el que se encuentran los nucléolos y los cromosomas.
	Los nucléolos son de forma esférica o irregular.	Sintetizan ARN, que forma parte del ribosoma.
	Los cromosomas son estructuras densas, alargadas o en forma de hilos visibles sólo durante la división celular.	Contienen ADN, que contiene información hereditaria que se transmite de generación en generación.

Todos los orgánulos celulares, a pesar de las peculiaridades de su estructura y funciones, están interconectados y "funcionan" para la célula como un sistema único en el que el citoplasma es el eslabón de conexión.

Los objetos biológicos especiales que ocupan una posición intermedia entre la naturaleza viva y la inanimada son los virus, descubiertos en 1892 por D.I Ivanovsky y actualmente constituyen el objeto de una ciencia especial: la virología.

Los virus se reproducen únicamente en las células de plantas, animales y humanos, causando diversas enfermedades. Los virus tienen una estructura muy estratificada y están formados por ácido nucleico (ADN o ARN) y una cubierta proteica. Fuera de las células huésped, la partícula viral no presenta ninguna función vital: no se alimenta, no respira, no crece, no se reproduce.