RP5JO8MLT23DT
Zdjęcie przedstawia komórkę roślinną. W jej wnętrzu znajdują się organella o różnych kształtach i kolorach.

Komórka, jednostka życia

Schemat budowy komórki roślinnej.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rodzaje komórek

Twoje cele
  • Scharakteryzujesz organelle typowe dla komórek eukariotycznych oraz omówisz ich funkcje.

  • Wykażesz różnice w budowie komórki roślinnej, grzybowej i zwierzęcej.

  • Rozpoznasz elementy budowy komórek eukariotycznych na ich modelach oraz zdjęciach mikroskopowych.

  • Wykażesz podobieństwa i różnice w budowie komórki prokariotycznej i eukariotycznej.

Jakie jest kryterium rozróżnienia organizmów żywych od materii nieożywionej? Zgodnie z komórkową teorią budowy organizmów każdy żywy organizm zbudowany jest przynajmniej z jednej komórki. Wyróżnia się więc organizmy jedno- i wielokomórkowe. Zarówno komórki należące do różnych organizmów, jak i komórki budujące różne tkanki organizmu wielokomórkowego znacząco różnią się od siebie. Nauka zajmująca się badaniem komórek nazywana jest cytologią, a w szerszym,  nowoczesnym ujęciu - biologią komórki.

Komórki i organizmy eukariotyczne i prokariotyczne

Teoria komórkowa głosi, że wszystkie organizmy żywe składają się z komórek, a komórka jest podstawową jednostką budowy i funkcji organizmu. Wszystkie komórki powstają z już istniejących komórek przez ich podział. Teoria ta stanowi fundament współczesnej biologii i została sformułowana w XIX wieku przez Schleidena, SchwannaVirchowa.

Komórki mogą różnić się między sobą pod względem wielkości, kształtu oraz wewnętrznej struktury. Podstawowym kryterium podział komórek jest obecność lub brak jądra komórkowego. Na tej podstawie wyróżnia się się komórki prokariotyczne (bezjądrowe) oraz eukariotyczne (jądrowe).

RvwAjON3wsguV1
Schemat przedstawia podział komórek na prokariotyczne, nie posiadające jądra komórkowego (bezjądrowe) oraz eukariotyczne, posiadające jądro komórkowe (jądrowe).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ważne!

Organizmy zbudowane z komórek bezjądrowych nazywane są prokariontami. Prokarionty są organizmami jednokomórkowymi i należą do nich bakterie oraz archeowce. Organizmy zbudowane z komórek eukariotycznych mogą być jedno- lub wielokomórkowe. Nazywane są eukariontami, a należą do nich protisty, grzyby, roślinyzwierzęta.

R1FGnCkD8E1nN
Słonie (Elephantidae) to zwierzęta należące do organizmów eukariotycznych, zwanych także eukariontami lub organizmami jądrowymi. Organizmy te są zbudowane z komórek o wyższym stopniu organizacji w porównaniu z komórkami prokariotycznymi.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
R14usTeEBqpwA
Gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) jest przedstawicielem organizmów prokariotycznych, zwanych także prokariontami lub organizmami bezjądrowymi. To jednokomórkowce, których materiał genetyczny nie jest oddzielony błoną od cytoplazmy. Prokarionty nie mają organelli komórkowych typowych dla eukariontów, takich jak mitochondria, plastydy, aparat Golgiego czy wakuole.
Źródło: Matthew J. Arduino, Wikimedia Commons, domena publiczna.

Porównanie budowy komórki prokariotycznej i eukariotycznej

Najważniejsze różnice w budowie między komórką prokariotyczną a eukariotyczną dotyczą:

  • ulokowania materiału genetycznego

  • braku lub obecności organelliorganellumorganelli komórkowych

organellum

Budowa komórki prokariotycznej

Każda komórka prokariotyczna otoczona jest błoną komórkowąbłona komórkowabłoną komórkową, na powierzchni której występuje zwykle ściana komórkowaściana komórkowaściana komórkowaotoczka śluzowaotoczka śluzowaotoczka śluzowa. W cytoplazmie znajdują się liczne rybosomyrybosomyrybosomy, jednak brak otoczonych błoną organelli komórkowych, takich jak jądro komórkowejądro komórkowejądro komórkowe, wakuolewakuolewakuole, mitochondriamitochondriummitochondria czy chloroplastychloroplastchloroplasty. Funkcje jądra komórkowego pełni nukleoidnukleoidnukleoid. Jest to obszar cytoplazmy, w którym znajduje się zwykle pojedyncza, kolista cząsteczka DNA nazywana chromosomem bakteryjnym (genoforem). Oprócz genoforu, materiał genetyczny prokariontów stanowią również pogrążone w cytoplazmie liczne, małe cząsteczki kolistego DNA, zwane plazmidamiplazmidyplazmidami. Wiele komórek prokariotycznych posiada struktury umożliwiające ruch, tj. rzęski.

błona komórkowa
ściana komórkowa
otoczka śluzowa
jądro komórkowe
rybosomy
wakuole
mitochondrium
chloroplast
nukleoid
plazmidy
R17J75T3KAODG1
Ilustracja przedstawia model komórki bakteryjnej. W centrum znajduje się nukleoid. To podwójna helisa DNA tworząca strukturę kolistą. W nukleoidzie znajduje się informacja genetyczna bakterii. Inaczej niż w komórkach eukariotycznych DNA bakterii nie jest upakowane na białkach histonowych. Rzęska umożliwia komórkom bakteryjnym ruch. Budową przypomina pustą w środku rurkę, której ściana stworzona jest z flagelliny. Bakterie magazynują substancje takie jak: glikogen, polifosforan, siarka lub polihydroksyalkaniany w formie ziaren, z których mogą być uwalniane w razie potrzeby. We wnętrzu komórki bakteryjnej występują rybosomy typu 70S, takie same jak w chloroplastach i mitochondriach. Biorą one udział w syntezie białek. Płynna substancja wypełniająca wnętrze komórki to cytoplazma. Cytoplazma komórek bakteryjnych nie jest podzielona na sektory ze względu na brak błoniastych organelli, m.in. siateczki śródplazmatycznej. Błona komórkowa to struktura oddzielająca środowisko wewnętrzne komórki bakterii od świata zewnętrznego. Ściana komórkowa bakterii utworzona jest z mureiny. Jej zadaniem jest utrzymywanie kształtu komórki oraz ochrona przed czynnikami środowiska zewnętrznego. Błona zewnętrzna występuje u bakterii Gram‑ujemnych. Znajdują się w niej fosfolipidy, białka i lipopolisacharydy. Ściana komórkowa niektórych bakterii pokryta jest otoczką o konsystencji śluzu. Pełni ona funkcję ochronną zarówno przed wysychaniem, jak i szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi. Plazmid to kolista lub liniowa cząsteczka DNA. Nie warunkuje cech umożliwiających przeżycie, jednak niesie pożyteczne cechy np. oporność na antybiotyki, czynnik płciowy (czynnik F) czy możliwość syntezy toksyn.
Komórka bakteryjna.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Budowa komórki eukariotycznej

W komórkach eukariotycznych znajdą się błona komórkowabłona komórkowabłona komórkowa, cytoplazmarybosomyrybosomyrybosomy, a ponadto jądro komórkowe, w którym zgromadzony jest materiał genetyczny, oraz cytoszkieletcytoszkieletcytoszkielet i liczne organelle komórkowe o wyspecjalizowanych funkcjach. Należą do nich m.in.: siateczka śródplazmatycznasiateczka śródplazmatycznasiateczka śródplazmatyczna, aparat Golgiegoaparat Golgiegoaparat Golgiego, lizosomylizosomylizosomy, peroksysomyperoksysomyperoksysomy, glioksysomyglioksysomglioksysomy oraz wakuolewakuolewakuoleplastydyplastydyplastydy.

cytoszkielet
siateczka śródplazmatyczna
aparat Golgiego
lizosomy
peroksysomy
glioksysom
plastydy
R1LIEB6u29zyL1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Struktury występujące w komórkach eukariotycznych
    • Elementy należące do kategorii Struktury występujące w komórkach eukariotycznych
    • Nazwa kategorii: Jądro komórkowe
    • Nazwa kategorii: Błona komórkowa
    • Nazwa kategorii: Ściana komórkowa
    • Nazwa kategorii: Cytoplazma
      • Elementy należące do kategorii Cytoplazma
      • Nazwa kategorii: Cytozol
      • Nazwa kategorii: Aparat Golgiego
      • Nazwa kategorii: Siateczka śródplazmatyczna
      • Nazwa kategorii: Rybosomy
      • Nazwa kategorii: Lizosomy
      • Nazwa kategorii: Mitochondria
      • Nazwa kategorii: Wakuole
      • Nazwa kategorii: Cytoszkielet
      • Nazwa kategorii: Peroksysomy
      • Koniec elementów należących do kategorii Cytoplazma
      Koniec elementów należących do kategorii Struktury występujące w komórkach eukariotycznych
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zarówno jądro, jak i inne organelle są otoczone błonami, co pozwala na ich wyraźne oddzielenie od cytoplazmy i stworzenie odrębnych środowisk wewnątrz komórki.

Ważne!

Wykształcenie organelli błoniastych znacząco zwiększyło sprawność i wydajność procesów życiowych, umożliwiając bardziej efektywne funkcjonowanie komórki. Dzięki tak zorganizowanej budowie komórki eukariotyczne mogły osiągać większe rozmiary, a także ewoluować w kierunku złożonych, wielokomórkowych organizmów o różnorodnej strukturze i funkcji.

Rodzaje komórek eukariotycznych

W zależności od występowania charakterystycznych organelli komórkowych, komórki eukariotyczne można podzielić na trzy główne rodzaje: komórki grzybów, roślinzwierząt. Najważniejsze różnice w budowie między komórkami grzybowymi, roślinnymi i zwierzęcymi dotyczą braku lub obecności ściany komórkowej, lizosomów oraz warunkujących samożywność chloroplastów.

1
Ćwiczenie 1

Przeanalizuj modele różnych rodzajów komórek eukariotycznych, a następnie zaznacz w tabeli, czy wymieniona struktura występuje w danym typie komórki („+” - występuje; „-” - nie występuje).

R1WuC4UDeSYMc
Ilustracja interaktywna przedstawia model komórki zwierzęcej. Elastyczna błona komórkowa oddziela wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego. Komórka wypełniona jest cytoplazmą, w której zanurzone są różne organella. Pierwszym z nich jest Centriola – organellum zbudowane z filamentów mikrotubulowych ułożonych w formę cylindra. Kolejnym jest siateczka śródplazmatyczna gładka – jest to system błon oddzielających miejsca zachodzenie reakcji biochemicznych. Kolejnym elementem komórki zwierzęcej jest siateczka śródplazmatyczna szorstka. Jest to pofałdowana struktura, na której powierzchni występują rybosomy kuliste struktury zbudowane z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Schowane za siateczkami kuliste jądro komórkowe zawiera informacje genetyczną komórki. Otoczka jądrowa oddziela zawartość jądra komórkowego od środowiska wewnętrznego komórki. Aparat Golgiego zbudowany jest z diktiosomów, stosów spłaszczonych cystern. W tym organellum zachodzą procesy związane z sortowaniem, pakowaniem i kierowaniem związków do miejsc przeznaczenia wewnątrz i na zewnątrz komórki. Lizosomy to organella cytoplazmatyczne wytwarzane przez Aparat Golgiego. Są to niewielkie pęcherzyki otoczone pojedynczą bloną lipidowo‑białkową. Zawierają kwaśne hydrolazy. Kolejnym elementem budowy komórki są mitochondria, organellum o kształcie elipsoidalnym oraz nitkowatym, otoczony dwiema błonami. Zewnętrzna błona zawiera liczne poryny, dzięki którym większość związków chemicznych może łatwo przenikać do przestrzeni międzybłonowej. Błona wewnętrzna jest wysoce selektywna, tworzy liczne zgięcia nazywane grzebieniami mitochondrialnymi. W macierzy mitochondrialnej znajdują rybosomy mitochondrialne. Włókna cytoszkieletu to sieć włóknistych struktur dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytozolu, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca. Peroksysomy to organella o owalnym kształcie, otoczone pojedynczą błoną. Rozmieszczone są nierównomiernie po całym wnętrzu komórki.
Model komórki zwierzęcej.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1GhzP02wWees
Ilustracja przedstawia model komórki roślinnej. Komórka otoczona jest przez celulozową ścianę komórkową, do której przylega elastyczna błona komórkowa. Komórka wypełniona jest cytoplazmą, w której zanurzone są różne organella. Pierwszym z nich jest siateczka śródplazmatyczna gładka – jest to system błon oddzielających miejsca zachodzenie reakcji biochemicznych. Kolejnym elementem komórki roślinnej jest siateczka śródplazmatyczna szorstka. Jest to pofałdowana struktura, na której powierzchni występują rybosomy kuliste struktury zbudowane z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Schowane za siateczkami kuliste jądro komórkowe zawiera informację genetyczną komórki. Otoczka jądrowa oddziela zawartość jądra komórkowego od środowiska wewnętrznego komórki. Aparat Golgiego zbudowany jest z diktiosomów, stosów spłaszczonych cystern. W tym organellum zachodzą procesy związane z sortowaniem, pakowaniem i kierowaniem związków do miejsc przeznaczenia wewnątrz i na zewnątrz komórki. Kolejnym elementem budowy komórki są mitochondria, organellum o kształcie elipsoidalnym oraz nitkowatym, otoczony dwiema błonami. Zewnętrzna błona zawiera liczne poryny, dzięki którym większość związków chemicznych może łatwo przenikać do przestrzeni międzybłonowej. Błona wewnętrzna jest wysoce selektywna, tworzy liczne zgięcia nazywane grzebieniami mitochondrialnymi. W macierzy mitochondrialnej znajdują rybosomy mitochondrialne. Włókna cytoszkieletu to sieć włóknistych struktur, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytozolu, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca. Glioksysomy oraz Peroksysomy to organella o owalnym kształcie. Peroksosomy otoczone są pojedynczą błoną. Obie te organelle rozmieszczone są nierównomiernie po całym wnętrzu komórki. Wakuola to duże organellum otoczone przez pojedynczą błonę, tonoplast, wypełnioną sokiem wakuolarnym. Chloroplasty są spłaszczone, zawierają chlorofile oraz charakterystyczne struktury umożliwiające przeprowadzanie fotosyntezy – tylakoidy.
Model komórki roślinnej.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R31RNQDkSXvMO
Ilustracja przedstawia model komórki grzyba. Otoczona jest przez chitynową ścianę komórkową, do której ściśle przylega błona komórkowa. Komórka wypełniona jest cytoplazmą, w której zanurzone są różne organella. Jednym z nich jest aparat Golgiego, który występuje w pobliżu jądra komórkowego: miejsca, które zawiera informację genetyczną komórki. Zbudowany jest z błon w kształcie cystern i kanalików, ułożonych jeden obok drugiego (diktiosom) i z licznych, ułożonych przy brzegach, pęcherzyków wydzielniczych odrywających się od aparatu. Związany jest z siateczką śródplazmatyczną szorstką. Tworzy ją złożony trójwymiarowy system kanalików, rozgałęzionych rurek i pęcherzyków. Siateczka utrzymuje łączność z otoczką jądrową i błoną komórkową. Na jej powierzchni występują rybosomy: kuliste struktury zbudowane z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Kolejnym organellum jest siateczka śródplazmatyczna gładka – jest to system błon oddzielających miejsca zachodzenie reakcji biochemicznych. Kolejnym elementem budowy komórki są mitochondria, organellum o kształcie elipsoidalnym oraz nitkowatym, otoczony dwiema błonami. Zewnętrzna błona zawiera liczne poryny, dzięki którym większość związków chemicznych może łatwo przenikać do przestrzeni międzybłonowej. Błona wewnętrzna jest wysoce selektywna, tworzy liczne zgięcia nazywane grzebieniami mitochondrialnymi. W macierzy mitochondrialnej znajdują rybosomy mitochondrialne. Włókna cytoszkieletu to sieć włóknistych struktur, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytozolu, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca. Peroksysomy to organella o owalnym kształcie, otoczone pojedynczą błoną. Rozmieszczone są nierównomiernie po całym wnętrzu komórki. Wakuola to duże organellum otoczone przez pojedynczą błonę, tonoplast, wypełnioną sokiem wakuolarnym.
Model komórki grzybów.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1H744CR2N3PO

Struktura

Komórka eukariotyczna

roślinna

grzybowa

zwierzęca

Jądro komórkowe

Błona komórkowa

Aparat Golgiego

Mitochondria

Lizosomy

Rybosomy

Siateczka śródplazmatyczna

Wakuole

Ściana komórkowa

Plastydy

Cytoszkielet

Peroksysomy

Glioksysomy

Podsumowanie

  • Komórka jest najmniejszą jednostką życia.

  • Komórki dzielimy na prokariotyczne (bezjądrowe) i eukariotyczne (jądrowe).

  • Komórki prokariotyczne występują u organizmów jednokomórkowych - bakterii, natomiast eukariotyczne u jednokomórkowców i wielokomórkowców - protistów, grzybów, roślin i zwierząt.

  • W budowie komórki prokariotycznej występuje błona komórkowa, cytoplazma, rybosomy i ściana komórkowa.

  • Odpowiednikiem jądra komórkowego w komórkach prokariotycznych jest region cytoplazmy - nukleoid, w którym znajduje się chromosom bakteryjny (genofor).

  • W komórkach eukariotycznych występuje błona komórkowa, cytoplazma, rybosomy, cytoszkielet oraz jądro komórkowe i inne organelle komórkowe.

  • Ze względu na występowanie specyficznych organelli komórkowych wyróżnia się trzy rodzaje komórek eukariotycznych: zwierzęce (bez ściany komórkowej), grzybowe (ze ścianą komórkową) oraz roślinne (ze ścianą komórkową i chloroplastami).

Ćwiczenia utrwalające

RMQEJ1R1KEBQT
Ćwiczenie 2
Zaznacz struktury komórkowe pozwalające na rozróżnienie komórki roślinnej od zwierzęcej. Możliwe odpowiedzi: 1. jądro komórkowe, 2. ściana komórkowa, 3. mitochondrium, 4. chloroplasty, 5. aparat Golgiego, 6. błona komórkowa
R16KJ99QRZCKV
Ćwiczenie 3
Pogrupuj struktury komórkowe występujące we wszystkich organizmach oraz charakterystyczne dla komórek eukariotycznych. PROKARIOTA I EUKARIOTA Możliwe odpowiedzi: 1. mitochondria, 2. cytozol, 3. aparat Golgiego, 4. rybosomy, 5. peroksysomy, 6. wakuole, 7. plastydy, 8. retikulum endoplazmatyczne, 9. błona komórkowa, 10. lizosomy, 11. materiał genetyczny EUKARIOTY Możliwe odpowiedzi: 1. mitochondria, 2. cytozol, 3. aparat Golgiego, 4. rybosomy, 5. peroksysomy, 6. wakuole, 7. plastydy, 8. retikulum endoplazmatyczne, 9. błona komórkowa, 10. lizosomy, 11. materiał genetyczny
RRBOMRCFVRJZ8
Ćwiczenie 4
Przenieś nazwy w odpowiednie miejsca na schemacie.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1KUXNMC6BH9R
Ćwiczenie 4
Zaznacz organella które występują zarówno w komórce zwierzęcej, jak i roślinnej. Możliwe odpowiedzi: 1. Błona komórkowa, 2. Ściana komórkowa, 3. Nieprawidłowa odpowiedź C, 4. Prawidłowa odpowiedź D
Polecenie 1

Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.