ĆELIJA. Ćelija je osnovna gradivna i funkcionalna jedinica živih organizama.

Транскрипт

1

2 ĆELIJA Ćelija je osnovna gradivna i funkcionalna jedinica živih organizama. Ćelija je najmanji organizovani oblik u kome se može javiti jedno živo biće. Nauka koja se bavi proučavanjem ćelija naziva se citologija ili biologija ćelije. Ćelija predstavlja minijaturnu fabriku, koja radi sa ogromnom produktivnošću, maksimalnom usklađenošću i po zadatom programu. U njoj svakog minuta nastaju stotine složenih jedinjenja, uključujući i makromolekule (Egorov, 1987).

3 TIPOVI ĆELIJSKE ORGANIZACIJE Osnovnu strukturnu i funkcionalnu jedinicu svakog organizma čini jedan od dva tipa ćelija prokariotska ili eukariotska ćelija. Uporedni prikaz prokariotske i eukariotske ćelije

4 Biljna i životinjska ćelija Protista, gljive, životinje i biljke su izgrađene od eukariotskih ćelija. Na ovom slajdu su prikazane razlike između biljne i životinjske ćelije. Uporedni prikaz biljne i životinjske ćelije

5 OBLIK I VELIČINA BILJNE ĆELIJE PARENHIMSKE ĆELIJE su po pravilu izodijametrične ćelije. Tipična Razgranata Zvezdaste ćelije u cvetnim drškama Canna PROZENHIMSKE ĆELIJE su izdužene ćelije, kod kojih je jedna dimenzija tri ili više puta veća od ostale dve. Protoksilemske prozenhimske ćelije Traheje i traheide, koje ulaze u sastav ksilema, su prozenhimske ćelije.

6 STRUKTURA BILJNE ĆELIJE Osnovni strukturni elementi eukariotskih ćelija su protoplazma i ćelijska ili protoplazmatična membrana. Protoplazma je diferencirana na jedro i citoplazmu. Citoplazmu čine citoplazmatični matriks i ćelijske organele. Biljne ćelija je obavijena ćelijskim zidom. Biljna ćelija Eukariotska ćelija Protoplazmatična membrana Protoplazma Jedro Citoplazma Organele Ćelijski zid Citoplazmatični matriks

7 HEMIJSKI SASTAV ĆELIJE

8 ELEMENTARNI HEMIJSKI SASTAV Makroelementi Mikroelementi Ultramikroelementi Ugljenik Kiseonik Vodonik Azot Natrijum Magnezijum Kalijum Kalcijum Hlor Fosfor Sumpor Jod Mangan Gvožđe Kobalt Bakar Cink Molibden 96% 3% 1% Hemijski elementi u ćelijama se retko javljaju slobodni, već su većinom vezani u različita neorganska i organska jedinjenja.

9 HEMIJSKA JEDINJENJA U ĆELIJI Neorganska jedinjenja se javljaju u obliku vode i mineralnih soli. Voda je najznačajniji sastojak ćelije. Sadžaj vode se kreće od 5 do 98% od ukupne težine ćelije. Najmanji sadržaj imaju suva semena biljaka (5-20%), a najveći ćelije različitih embriona. Mineralne soli su poreklom iz stena, a biljke ih usvajaju u procesu mineralne ishrane. Najčešće mineralne soli u ćelijama su hloridi, sulfati, kalijumove, natrijumove i druge soli.

10 ORGANSKA JEDINJENJA U ĆELIJI Organske materije se u ćeliji javljaju u obliku ugljenih hidrata, masnih materija, belančevina i nukleinskih kiselina. Belančevine i nukleinske kiseline, kao i molekuli nastali njihovim kombinovanjem sa drugim jedinjenjima, nazivaju se MAKROMOLEKULI. U ćelijama mogu imati gradivnu, energetsku, ulogu rezervnih materija, katalitičku i zaštitnu ulogu. BIOMOLEKULI se sintetišu u samim ćelijama

11 UGLJENI HIDRATI Monosaharidi Disaharidi Polisaharidi

12 MASNE MATERIJE - LIPIDI Masti su jedinjenja trohidroksilnog alkohola glicerola i viših masnih kiselina. Dele se na tečne (ulja), koje su sastojci biljnih ćelija, i čvrste, koje ulaze u sastav životinjskih ćelija. Voskovi se sintetišu u epidermalnim ćelijama, a izlučuju se na površinu epidermalnog tkiva i imaju zaštitnu ulogu. Složene masti (lipoidi) su jedinjenja masti i drugih organskih jedinjenja. fosfolipidi lipoproteidi biljni pigmenti karotinoidi lipohromi hromolipidi

13 BELANČEVINE - PROTEINI Belančevine imaju gradivnu, katalitičku i retko ulogu rezervnih materija (aleuronska zrna u ćelijama plodova nekih biljaka). Prema obliku molekula mogu biti globularne (loptaste) i fibrilarne (končaste). Prema strukturi mogu biti proste i složene (proteidi). Proteini koji podstiču hemijske reakcije tokom metabolozma ćelije i utiču da se one odvijaju brzo i efi-kasno nazivaju se enzimi. Sastoje se iz aktivne jedinice koja deluje na supstrat (apoenzim) i proste-tične grupe koja je aktivira (koenzim).

14 NUKLEINSKE KISELINE Osnovna strukturna jedinica nukleinskih kiselina je nukleotid. Purinske baze adenin i guanin Pirimidinske baze citozin, timin i uracil

15 NUKLEINSKE KISELINE

16 RNK Prema strukturi i funkciji postoje informaciona, ribozomalna i transportna RNK.

17 BIOLOŠKI AKTIVNE MATERIJE (BAM) U BAM spadaju: vitamini, hormoni, feromoni i fitoncidi. VITAMINI Rastvorljivi u vodi askorbinska kiselina (vitamin C), tiamin (vitamin B 1 ), riboflavin (B 2 ), nikotinska kiselina (PP), pantotenska kiselina Rastvorljivi u mastima vitamin A, vitamin E, vitamin K Primula verris listovi jagorčevine su jako bogati vitaminom C seme suncokreta sadrži vitamin E Helianthus annuus

18 BIOLOŠKI AKTIVNE MATERIJE (BAM) HORMONI Hormoni regulišu rast i razvoj biljaka (hormoni rasta). AUKSINI stimulišu izduživanje ćelija i organa i deobu ćelija GIBERELINI kontrolišu izduživanje i deobu ćelija, ubrzavaju cvetanje i plodonošenje CITOKININI stimulišu ćelijsku deobu APCISINSKA KISELINA je prirodni inhibitor koji ubrzava opadanje plodova i listova, inhibira klijanje semena i cvetanje ETILEN utiče na sazrevanje plodova, inhibita izdučivanje, a stimuliše debljanje stabla; lako je isparljiv i ima karakterističan miris Materije koje inhibiraju rast i razviće biljaka, a dobijaju se veštačkim putem nazivaju se retardanti. Magnolia loebneri

19 BIOLOŠKI AKTIVNE MATERIJE (BAM) FEROMONI O. sphaegodes Feromoni su materije karakteristične za insekte, a deluju kao polni atraktanti (materije koje luče pojedini organizmi u cilju privlačenja i pobuđivanja polnog nagona kod jedinki suprotnog pola). Sposobnost sinteze feromona imaju i pojedine biljke, što je posebno značajno za oprašivanje biljaka. O. cretica Ophrys calypsus Ophrys heldreichii

20 BIOLOŠKI AKTIVNE MATERIJE (BAM) FITONCIDI I ETARSKA ULJA Etarska ulja su sekundarni proizvodi metabolizma viših biljaka. To su lako isparljive materije karakterističnog mirisa, a po hemijskom sastavu predstavljaju smešu više različitih jedinjenja. Fitoncidi su sastojci etarskih ulja koji imaju mikrobicidno delovanje (inhibiraju rast ili uništavaju mikroorganizme). Thymus striatus Stachys germanica Achillea chrysocoma Fitoncidi se nalaze u mnogim lekovitim biljakama. Veliku primenu fitoncidne biljke imaju u fitosanaciji vazduha. Najveće količine fitoncida sadrže drvenaste biljke (hrast, lipa i dr.)

21 STRUKTURA BILJNE ĆELIJE Biljna ćelija je izgrađena iz dve suštinski različite komponente: protoplazma (živi sastojci ć.) paraplazma (neživi sastojci ć.) Protoplazma je diferencirana na membranu, citoplazmu i jedro. Paraplazma je diferencirana na ćelijski zid i ergastične materije. 1. Ćelijska membrana 2. Ćelijski zid 3. Međućelijski prostor 4. Citoplazmatični matriks 5. Jedro 6. Vakuola sa tonoplastom 7. Hloroplasti 8. Goldžijev aparat 9. Mitohondrije 10. Endoplazmatični retikulum 11. Kristali 12. Lizozom 13. Skrobno zrno

22 STRUKTURA BILJNE ĆELIJE ĆELIJSKA MEMBRANA (PLAZMALEMA) Funkcije: razmena materija između ć. i sredine koja je okružuje; koordinira sintezu i deponovanje celuloznih mikrofibrila ć. zida prenos hormonalnih signala i signala iz spoljašnje sredine kontroliše rastenje i diferencijaciju ćelije Membrana je selektivno propustljiva (SEMIPERMEABILNA) Membrane susednih ćelija su povezane plazmodezmama koje prolaze kroz ćelijske zidove

23 Jednomembranske Endoplazmatični retikulum Goldžijev aparat Lizozomi Vakuola sa tonoplastom STRUKTURA BILJNE ĆELIJE ĆELIJSKE ORGANELE Dvomembranske Mitohondrije Plastidi Nemembranske Ribozomi Mikrotubule Centrozomi

24 PLASTIDI Plastidi su dvomembranske organele koje se javljaju samo u biljnim ćelijama. Dele se na: bezbojne (leukoplasti) obojene fotosintetske (hloroplasti, feoplasti, rodoplasti) obojene nefotosintetske (hromoplasti) Leukoplasti su bezbojni plastidi čija je uloga malo poznata. U nekim slučajevima u njima se nakupljaju rezervne materije, ali postoje i oni čiji je sadržaj nepoznat. U zavisnosti od sadržaja dele se na: elajoplaste (sa uljima) amiloplaste (sa skrobom) aleuronoplaste (sa belančevinama) Leukoplasti su uglavnom nakupljeni oko jedra. Amiloplasti imaju ulogu ne samo magacioniranja, već i sinteze skroba, koji u njima formira specifične tvorevine skrobna zrna.

25 HLOROPLASTI Hloroplasti su zeleno obojeni fotosintetički plastidi. Hloroplasti određuju boju listovima većine biljaka. virak (Alchemilla vulgaris) Zelena boja ploda jabuke sorte Bremli potiče od hloroplasta. Parazitske biljke nemaju hloroplaste. Iako se retko nalaze u cvetovima, hloroplasti su prošarali krunične listiće hibridnog trilijuma. Orobanche gracilis

26 HLOROPLASTI Zelenu boju hloroplastima određuje pigment hlorofil, koji se javlja u 5 različitih oblika (hlorofil a, b, c, d i e). U hp. se u manjoj količini javljaju i karotinoidi. Kao i mitohondrije, hloroplasti sadrže DNK, koja se označava kao cpdna, i ribozome. Hloroplasti u ćelijama Elodea canadensis Mikrofotosnimak hloroplasta Stariji hloroplasti sadrže skrobna zrna (vidi sliku) i kapljice masnih materija. Spoljašnja membrana hloroplasta je glatka, a unutrašnja naborana gradeći tilakoide grane i tilakoide strome. Gentiana punctata

27 HROMOPLASTI Gentiana lutea Etioplasti Etiolacija Hromoplasti su plastidi koji imaju ekološku ulogu. U širem smislu, pripadaju grupi atraktanata, jer privlače polinatore (oprašivače) i diseminatore (životinje koje rasejavaju semena). Jesenja lepota drveća potiče od karotinoida u listovima. Zea mays

28 HROMOPLASTI Sadrže pigmente tipa karotinoida: karotin narandžasta boja ksantofil žuta boja zeaksantin žuta boja fikoksantin - žuta boja likopen crvena boja Plastidi nastaju iz proplastida, koji nastaju u meristemskim ćelijama i prelaze u neki tip starijih plastida uporedo sa diferencijacijom ćelija. Dokazano je da plastidi mogu prelaziti iz jednog oblika u drugi, odnosno da leukoplasti mogu postati zeleni ili narandžasti, hloroplasti narandžasti ili žuti (sazrevanje plodova, listovi u jesen), a hromoplasti zeleni (koren šargarepe iznad zemlje).

29 VAKUOLE SA TONOPLASTOM Vakuole sa tonoplastom su jednomembranske ćelijske organele. Vakuole nediferenciranih ćelija su male, dok su u trajnim ćelijama velike i često celokupan sadržaj ćelije potisnu uz ćelijski zid. Ova organela sadrži vodeni rastvor različitih organskih materija odvojenih od ostalog ćelijskog sadržaja membranom koja se naziva tonoplast. Unutrašnji sadržaj vakuole naziva se ćelijski sok. Nastaju proširenjem kanala endoplazmatičnog retikuluma. Mlade ćelije sadrže veći broj vakuola, koje se kasnije spajaju u jednu. Proces nastanka vakuola vakuolizacija.

30 ĆELIJSKI SOK Ćelijski sok sadrži jone, organske kiseline, soli, ugljene hidrate, pektine, glukozide, alkaloide, flavonoide, tanine, fenole, biljne pigmente i belančevine. Ćelijski sok epidermalnih ćelija plodova i listova često sadrži pigmente tipa antocijana, koji im, u zavisnosti od ph, određuju: crvenu (ph<5) ljubičastu (ph 6-8) plavu boju (ph>8) Antocijan u ćelijama često maskira ostale pigmente, kao što je to slučaj kod nekih predstavnika familije kupusa. U ćelijskom soku se često javljaju tanini. Nastaju od prostih šećera, imaju opor ukus i kiselu reakciju. Tanini deluju na sluzne opne ljudskog organizma, pa nalaze primenu u farmaceutici. Visoka koncentracija rastvorenih materija koje uvlače vodu u vakuolu omogućavaju vakuoli da održava stalni osmotski pritisak u ćeliji - turgescentnost ćelije.

31 Campanula cochlearifolia Geum coccineum Campanula versicolor Primula minima Crocus veluchensis Pulmonaria

32 Prunus spinosa Plodovi trnjine sadrže visoku koncentraciju tanina. Digitalis ferruginea Digitalis ambigua Crataegus monogyna Plodovi gloga sadrže flavonoide, od kojih dominira hiperozid. Atropa belladonna Velebilje u listovima sadrži alkaloid atropin, koji se koristi za izradu ampula sa antidotom (protivotrov kod trovanja gljivama i nekim bojnim otrovima). Vrste roda Digitalis sadrže srčane glikozide.

33 SKROBNA I ALEURONSKA ZRNA U vakuolama nekih ćelija se nagomilavaju rezervne materije skrob i proteini. Skrob formira skrobna zrna, a proteini aleuronska zrna. Skrobna zrna su ovalnog ili loptastog oblika. Pažljivim posmatranjem na njima se mogu uočiti koncentrično raspoređeni tamniji i svetliji slojevi, što je posledica različitog sadržaja vode u njima. Slojevi su koncentrično raspoređeni oko centra formiranja koji se nalazi na užem delu skrobnog zrna. U zavisnosti od broja centara formiranja skrobna zrna mogu biti prosta, polusložena složena. Skrobna zrna u krtolama krompira Aleuronska zrna su ovalnog oblika, ispunjeno je osnovnom masom proteinske prirode, a na svom užem kraju ima jedan loptast deo nazvan globoid.

34 KRISTALI U ĆELIJAMA Usled visokog sadržaja nekih supstanci, a naročito kalcijum-oksalata, u vakuolama se mogu obrazovati kristali. Rafidi u ćelijama različitih biljaka Kristalne druze Kristali se javljaju u obliku: stiloida rafida druza sferokristala krist. peska Osim od kalcijum oksalata, kristali mogu biti i od: kalcijum-sulfata, kalcijum karbonata i silicijum dioksida.

35 ĆELIJSKI ZID Prisustvo ćelijskog zida suštinska je karakteristika biljnih ćelija.

36 1. Membrane susednih ćelija su povezane: Obnavljanje Citologija 1. Semipermeabilna membrana je isto što i: a. plazmodezmama b. porama c. protoplazmama 2. Prokariotska ćelija sadrži: a. bilipidna b. polupropustljiva c. polurastvorljiva 2. Biljna ćelija se od životinjske razlikuje po: a. jedno- i dvomembranske organele b. jedno- i nemembranske organele c. samo nemembranske organele a. prisustvu ćelijske membrane b. prisustvu ćelijskog zida c. prisustvu glikogena 3. Izodijametrične ćelije se nazivaju: 4. Jod je: a. parenhimske b. prozenhimske c. plektenhimske a. ultramikroelement b. makroelement c. mikroelement 3. U prozenhimske ćelije spadaju: 4. Fosfor je: a. traheide i sklereidi b. traheje i sklereidi c. traheje i traheide a. mikroelment b. makroelement c. ultramikroelment

37 5. U makromolekule spadaju: Obnavljanje Citologija 5. Signalni molekuli deluju: 6. Saharoza je: a. belančevine i nukleinske kiseline b. belančevine i ugljeni hidrati c. belančevine i masti a. monosaharid b. disaharid c. polisaharid 7. Koja masna kiselina je nezasićena? a. oleinska b. palmitinska c. stearinska 8. Prostetična grupa enzima je: a. apoenzim b. holoenzim c. koenzim 6. Riboza je: a. u ekstracelularnom matriksu b. na membranama drugih ćelija c. na membranama organela a. disaharid b. monosaharid c. polisaharid 7. Karotin spada u: a. lipide b. voskove c. lipoide 8. Končasti proteini se nazivaju: a. trihalni b. fibrilarni c. globularni

38 9. U purinske baze spadaju: a. adenin i guanin b. adenin i timin c. citozin i guanin 10. U vodi je rastvorljiv: a. vitamin K b. vitamin B c. vitamin E 11. Etileni stimuliši: Obnavljanje Citologija 9. U sastav RNK ulaze azotne baze: a. timin i uracil b. citozin i uracil c. citozin i timin 10. U mastima je rastvorljiv: a. vitamin A b. vitamin C c. vitamin B 11. Polni atraktanti se nazivaju još i: a. sazrevanje plodova b. opadanje plodova c. opadanje listova 12. Leukoplasti su raspoređeni oko: a. vakuole b. jedra c. mitohondrija a. giberelini b. auksini c. feromoni 12. Elajoplasti nakupljaju: a. skrob b. ulja c. proteine

39 13. A da li bi vi imali šta da pitate? a. sve nam je jasno b. nismo zainteresovani c. imamo