Augalo ir gyvūno ląstelės sandara

Ankstesnėje temoje išsiaiškinome fundamentalius skirtumus tarp prokariotų ir eukariotų. Dabar žengiame giliau į eukariotų pasaulį. Nors visos eukariotinės ląstelės turi bendrą planą – branduolį ir membranines organeles – jos nėra identiškos. Pagrindinių gyvybės karalysčių – gyvūnų ir augalų – ląstelės turi esminių struktūrinių skirtumų, kurie tiesiogiai atspindi jų radikaliai skirtingus gyvenimo būdus.

• Gyvūnai: Heterotrofai, aktyviai judantys ir vartojantys gatavas organines medžiagas.
• Augalai: Autotrofai, sėslūs organizmai, patys pasigaminantys organines medžiagas fotosintezės būdu.

Šioje pamokoje detaliai išnagrinėsime ir palyginsime tipiškos gyvūno ir augalo ląstelės sandarą, atskleisdami, kaip struktūra neatsiejamai lemia funkciją.

Gyvūno ląstelė yra prisitaikiusi judėti, keisti formą ir virškinti maistą. Jos sandara optimizuota dinamiškam gyvenimo būdui.

Išskirtiniai bruožai:

• Nėra ląstelės sienelės: Ląstelę gaubia tik lanksti plazminė membrana. Tai leidžia ląstelei keisti formą (pvz., raumenų ląstelėms susitraukti) ir judėti (pvz., amebai ar leukocitui).
• Lizosomos: Tai mažos pūslelės, pripildytos virškinimo fermentų. Jos veikia kaip ląstelės „skrandis“ ir „šiukšlių perdirbimo fabrikas“ – skaido į ląstelę patekusį maistą, susidėvėjusias organeles.
• Centriolės (centrosomoje): Svarbios ląstelės dalijimosi (mitozės) procese, formuojant verpstės siūlus, kurie ištempia chromosomas į dukterines ląsteles.
• Glikogeno granulės: Laikina gliukozės atsarga, kaupiama citoplazmoje kaip polisacharidas glikogenas. Tai greitai prieinamas energijos šaltinis.

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Detali gyvūno ląstelės schema su aiškiai pažymėtomis organelėmis, akcentuojant lizosomas ir centrioles.

Augalo ląstelė yra pritaikyta gaminti maistą ir išlaikyti tvirtą struktūrą be griaučių. Jos sandara atspindi autotrofinį ir sėslų gyvenimo būdą.

Trys unikalios struktūros:

1. Ląstelės sienelė: Tvirtas išorinis karkasas, sudarytas iš celiuliozės. Suteikia ląstelei pastovią formą, mechaninį atsparumą ir apsaugo nuo per didelio vandens prisisotinimo.
2. Chloroplastai: Organelės, kuriose vyksta fotosintezė. Jose esantis žalias pigmentas chlorofilas sugeria saulės šviesos energiją ir paverčia ją chemine energija gliukozės pavidalu.
3. Didelė centrinė vakuolė: Vandeninga pūslė, užimanti iki 90% ląstelės tūrio. Jos funkcijos:
   • Kaupia vandenį ir palaiko turgorinį slėgį, kuris neleidžia augalui nuvysti.
   • Veikia kaip saugykla atsarginėms medžiagoms ir atliekoms.
   • Gali kaupti pigmentus, suteikiančius spalvą žiedlapiams ar vaisiams.

Augalų ląstelės neturi lizosomų ir centriolių, o energijos atsargas kaupia krakmolo pavidalu.

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Detali augalo ląstelės schema su aiškiai pažymėtomis unikaliomis struktūromis: ląstelės sienele, chloroplastais ir didele centrine vakuole.

Apibendrinkime pagrindinius augalo ir gyvūno ląstelių ypatumus lentelėje.

Teorinės žinios geriausiai įtvirtinamos praktiškai. Išbandykite šiuos interaktyvius modelius, kuriuose galėsite patys sudėlioti svarbiausias augalo ir gyvūno ląstelių struktūras ir pamatyti, kaip jos susijusios su gyvybiniais procesais.

Užduotis: atkurkite gyvybės fabrikus

• Interaktyvus modelis: Augalo ląstelės sandara

  • Ką darysite? Pavaizduotame augalo ląstelės modelyje trūksta tam tikrų struktūrų ir organelių. Atlikite užduotis vieną po kitos ir priskirkite svarbiausias su pateiktais procesais susijusias organeles arba struktūras.
  • Tikslas: Įtvirtinti žinias apie unikalias augalo ląstelės dalis (sienelę, chloroplastus, centrinę vakuolę) ir suprasti jų funkcinę svarbą.

• Interaktyvus modelis: Gyvūno ląstelės sandara

  • Ką darysite? Pavaizduotame gyvūno ląstelės modelyje trūksta tam tikrų struktūrų ir organelių. Atlikite užduotis vieną po kitos ir priskirkite svarbiausias su pateiktais procesais susijusias organeles arba struktūras.
  • Tikslas: Įtvirtinti žinias apie specifines gyvūno ląstelės organeles (lizosomas, centrioles) ir jų vaidmenį ląstelės veikloje.

Ląstelės organelės veikia ne pavieniui, o kaip darni, integruota sistema. Puikus pavyzdys – baltymo, skirto eksportui (pvz., hormono insulino), gamyba ir išskyrimas. Šis procesas vadinamas sekrecijos keliu.

1. Instrukcijos (branduolys): Branduolyje esančio DNR geno informacija nurašoma į informacinės RNR (iRNR) molekulę (transkripcija).
2. Sintezė (šiurkštusis ET): iRNR keliauja į citoplazmą ir prisijungia prie ribosomų ant šiurkščiojo endoplazminio tinklo. Ribosomos sintetina baltymą tiesiai į ET vidų.
3. Pirminis apdorojimas (šiurkštusis ET): ET viduje baltymas susilanksto į taisyklingą erdvinę struktūrą ir yra modifikuojamas.
4. Transportavimas (pūslelės): Baltymas atskiriamas nuo ET mažoje membranos pūslelėje ir transportuojamas link Goldžio aparato.
5. Galutinis apdorojimas ir pakavimas (Goldžio aparatas): Goldžio aparate baltymas toliau modifikuojamas, rūšiuojamas ir supakuojamas į sekrecines pūsleles.
6. Išskyrimas (egzocitozė): Sekrecinė pūslelė juda link plazminės membranos, susilieja su ja ir išlaisvina baltymą į ląstelės išorę.

Šis kelias rodo, kaip branduolys, ribosomos, endoplazminis tinklas ir Goldžio aparatas veikia kartu kaip vieninga „gamybos ir logistikos linija“.

📸 Iliustracija per Google Vaizdus: Aiški schema, iliustruojanti sekrecijos kelią: nuo DNR branduolyje iki baltymo išskyrimo per egzocitozę, su numeruotais etapais.