Митохондрии выполняют функцию синтеза органических

Митохондрия: какие основные функции выполняет в клетке, происхождение, строение и значение

Митохондрии выполняют функцию синтеза органических

Митохондрии — особые клетки в организме, основной задачей которых является производство энергии. Эти органеллы были обнаружены практически у всех живых организмов. Так как они способны окислять органические вещества и синтезировать АТФ, то их значение для организма сложно переоценить. Следует более подробно рассмотреть устройство и функции митохондрий в клетке.

Происхождение митохондрии

Ученые считают, что часть первых организмов на планете были одноклеточные прокариотическими организмами, напоминающими современные бактерии. Человек является эукариотическим организмом. Говоря проще, люди состоять из эукариотических клеток, которые произошли от прокариотических. Между ними существует несколько отличий:

  • У прокариотов отсутствуют внутренние отсеки (органеллы).
  • Эукариты имеют линейную ДНК, а у прокариотных клеток она круговая.
  • Прокариоритные клетки лишены ядра и ДНК свободно плавает в межклеточной жидкости. В свою очередь, ДНК эукариотов содержится в ядре.
  • Прокариориты размножаются с помощью бинарного деления. Говоря проще, они делятся на две одинаковых клетки.
  • Эукариты не используют кислород для производства энергии, в отличие от прокариот.
  • ДНК эукаритных клеток сложнее в сравнении с прокариоритными.

Во время исследований митохондрий было установлено, что они очень похожи на древние бактерии. Это касается не только строения, но и других особенностей.

Например, митохондрии способны размножаться с помощью бинарного деления и имеют кольцевую ДНК.

Сегодня в научных кругах широко распространена гипотеза, объясняющая эти сходства. Называется она теория эндосимбиоза. Согласно ей, существовавшие в доисторические времена прокариоты случайным образом слились с эукариотами. В результате обе клетки получили выгоду от совместной деятельности в виде единого организма.

Благодаря способности использовать кислород обе клетки смогли выжить. Постепенно клетки-симбионты превратились в эукариотические организмы. Ученые считают митохондрии остатком древних прокариотов.

Строение органеллы

Митохондрии являются двухмембранными органеллами. Они состоят из матрикса, двух оболочек и расположенного между ними межмембранного пространства. Стоит более подробно рассмотреть каково строение этой органеллы.

Внешняя и внутренняя оболочка

Наружная мембрана имеет гладкую поверхность. Она отделяет внутреннее содержимое от цитоплазмы. Ширина внешней оболочки равна 7 нм. В ее состав входят липиды и протеины в соотношении 2 к 1. Наиболее важное значение имеет белок — порин. Именно из этого вещества образованы каналы, обеспечивающие молекулярный и ионный обмен.

В основе внутренней оболочки находятся протеины. В среднем она содержит в три раза больше белков в сравнении с липидами. Большая часть протеинов выполняют транспортную функцию.

На поверхности внешней мембраны находится много наростов — крист. Внешне они напоминают приплюснутые гребешки. Именно в кристах происходит окисления органических веществ.

Эти процессы возможны при наличии фермента АТФ-синтеназы и кислорода.

Полученная в результате энергия сохраняется в виде молекул АТФ.

Матрикс и периплазматическое пространство

Матрикс представляет собой внутреннюю среду клетки и обладает зернистой структурой. Если посмотреть на митохондрию в электронный микроскоп, то можно различить нити и гранулы, свободно располагаемые между кристами. В матриксе расположена полуавтономная система производства протеинов. Именно здесь находятся все виды РНК, рибосомы и ДНК.

Однако большая часть протеинов доставляется в митохондрию из ядра. Поэтому ее и называют полуавтоматической органеллой.

Межмембранное (периплазматическое) пространство расположено между оболочками. Его размер находится в диапазоне 10−20 нм.

Число малых молекул и ионов в межмембранном пространстве невелико и отличается от их количества в цитоплазме. Дело в том, что для них внешняя поверхность клетки проницаема.

Однако крупным транспортным протеинам для перехода из цитоплазмы во внутреннее пространство необходимы особые сигнальные пептиды.

Деление и расположение в клетках

Хондриомом называется группа митохондрий, находящихся в одной клетке. Их расположение в цитоплазме зависит от специализации клетки, включений и окружающих органелл. Так в растительных клеточных структура хондриомы находятся в периферийной области. Органоиды стволовых клеток равномерно используют энергию. Благодаря этому митохондрии в них расположены хаотично.

В специализированных клетках группы митохондрий находятся в местах максимального потребления энергии. Например, в волокнах поперечно-полосатой мускулатуре хондриомы расположены рядом с миофибриллами.

У простейших организмов, передвигающихся с помощью ресничек, большая часть органелл находится у их основания.

Митохондрии обладают собственным геномом и могут размножаться. У них процесс деления проходит благодаря перетяжке. Формируются новые органеллы с различной периодичностью. Например, в тканях печени они меняются каждые 10 суток.

Основные функции

Основная функция митохондрий в организме заключается в расщеплении и метаболизации жирных кислот, а также углеводов. Организмы, состоящие из эукариотических клеток, в качестве источника энергии используют аденозинтрифосфат — АТФ. Синтез этого вещества проходит в матриксе органеллы. Однако первый этап глюкозного или углеводного метаболизма протекают вне митохондрий.

Сначала глюкоза конвертируется в пируват, который затем доставляется в матрикс. Жирные кислоты транспортируются в органеллы сразу в неизменном виде. Синтез АТФ можно кратко представить в следующем виде:

  • В матриксе находятся особые ферменты, под воздействием которых жирные кислоты и пируват конвертируются в ацетил-КоА.
  • Молекулы ацетил-КоА являются исходным материалом для следующей реакции, называемой цикл Кребса (цикл лимонной кислоты). На этом этапе производится большое количество углекислого газа, а также молекулы ФАД и НАДН. Два последних вещества содержат много электронов.
  • ФАД и НАДН перемещаются к внутренней оболочке, после чего начинается последняя фаза процесса синтеза АТФ. ФАД и НАДН передают свои элементарные отрицательно заряженные частицы молекулам кислорода. В результате создаются благоприятные условия для производства аденозинтрифосфата.

Именно благодаря способности синтезировать АТФ из органических веществ митохондрии имеют важнейшее значение для организма. Это основная функция органелл, но не единственная. Следует отметить, какую еще функцию выполняют митохондрии:

  • Синтеза. Клетки способны производить не только аденозинтрифосфат, но также пурины и гемы.
  • Метаболизма кальция и апоптоза.
  • Сигнальные. Дифференцировка, ацетилирование и ретроградный сигналинг.

Основная функция митохондрий делает их крайне важными для всего организма. От работы этих клеток зависит деятельность всех систем человека.

Среди основных признаков нарушения функций этих органелл выделяются падение скорости потребления кислорода, повышение проницаемости внутренней оболочки и набухание митохондрий.

Все эти изменения возможны из-за отравления токсинами, гипоксии, а также во время инфекционных заболеваний.

Источник: https://na5.club/biologiya/stroenie-rol-i-osnovnye-funkczii-mitohondrij-v-kletke.html

Зачем же нужны митохондрии в клетке. Строение и функции

Митохондрии выполняют функцию синтеза органических

Митохондрии, что же это такое и какую они выполняют функцию. Кончено не каждый человек понимает, зачем ему нужна эта информация. Но, если вы внимательно прочтете эту статью, то ваше мнение поменяется.

Внутреннюю организацию клеток, как животных, так и растений, можно сравнить с коммуной. Как это понимать?

Это означает, что все клетки равны, и они в свою очередь выполняют одну специфическую роль. Основная роль клеток заключается в создании сбалансированного ансамбля.

Что касается митохондрий, то это отдельная структура. Включает в себя множество внутриклеточных функций.

статьи:1. Общая информация

   1.1. Где же живут митохондрии?
2. Основное строение митохондрий
3. Функции митохондрий
   3.1. Зачем же нужны митохондрии?
4. Можно ли повысить количество митохондрий самостоятельно?
5. Строение и функции митохондрии видео

Структуру открыли еще в середине XIX века. Стоит отметить, что в течение целых 150 лет, все ученые считали, что митохондрии способны выполнять только единственную функцию, а именно быть энергетической машиной клетки.

Для того чтобы было немного понятно: организм получает питательные компоненты, после чего происходит процесс деградации, который доходит до митохондрии. Затем наблюдается окислительная деградация всех питательных компонентов, которые поступили в организм.

Где же живут митохондрии?

Митохондрии находятся в цитоплазме, а именно в тех районах, где появляется необходимость в АТФ.

Если более внимательно посмотреть с точки зрения биологии, то митохондрий много в мышечной ткани сердца. В сперматозоидах также расположены митохондрии, а их основная цель это создать защитную маскировку. В сперматозоидах митохондрии вырабатывают значительно меньше энергии, чем в мышечной ткани сердца.

Дофамин. Как повысить уровень в организме. Продукты. Препараты

Основное строение митохондрий

Митохондрий имеет достаточно сложную структуру. Состоит из двух мембран, а именно из внешней и внутренней. Помимо этого имеется межмембранное пространство.

Внутри самого митохондрия располагается матрикса, иными словами это внутреннее содержимое. Под микроскопом на матриксе можно заметить небольшие выросты, это крист.

Синтез собственного белка происходит за счет ДНК, РНК и конечно же рибосом.

Что касается внешней и внутренней мембраны, то они выполняют разнообразные функции. Именно по этой причины ученые разделили функциональные способности на химический состав.

Мембрана не превышает более чем 10 нм. Внешняя мембрана немного похожа на плазмалемму, поэтому она выполняет барьерную функцию.

Внутренняя мембрана митохондрий состоит из крист, за счет этого она образует мультиферментативную систему.

Функции митохондрий

Самая основная функция митохондрий – синтез АТФ (форма химической энергии). Если внимательно изучить биологию, то можно заметить, что молекула способна образовываться двумя путями.

Первый путь образования осуществляется исключительно в результате субстратного фосфорилирования. Второй путь образования происходит в процессе переноса остатка именно фосфорной кислоты.

Важно! Митохондрии для синтезирования АТФ используют два пути. Почему? Дело в том, что первый путь образования характерен для начального процесса окисления, который в свою очередь осуществляется в матриксе. Второй путь — уже завершающий процесс энергообразования. В этом случае осуществляется связывания митохондрий с кристами.

Процесс энергообразования можно условно разделить на определенные, поэтапные стадии. Первые две стадии протекают исключительно в матриксе, что касается оставшихся стадий, то они протекают в кристах митохондрий.

  1. Из цитоплазмы в митохондрии начинают поступать не только жирные кислоты, но и соли пировиноградной кислоты. Именно в митохондрии происходит превращение кислот в ацетил-коэнзим.
  2. На второй стадии происходит окисление –конэнзим, в медицинской практике также называют ацетил-СоА. Процесс окисления осуществляется в цикле Кребса. На завершающем этапе второго процесс образуется НАДН+ и две молекулы кислорода.
  3. На третьем этапе по дыхательной цепи производится перенос электролитов, непосредственно с НАДН на кислород. После чего образуется вода.
  4. Образование АТФ.

Как вы видите, что процесс образования энергии в организме человека достаточно серьезный.

Как выработать(получить) гормон эндорфин

Зачем же нужны митохондрии?

Теперь вы знаете, что митохондрии это клеточные органеллы, которые являются основным источником энергии. Для производства энергии, органеллам нужен не только кислород, но и глюкоза.

С глюкозой все более просто, пополнить ее запасы можно с пищей, но, а как же быть с кислородом?

Каждый человек воспринимает за дыхание вдох и выдох, это естественное внешнее дыхание. Процесс самого дыхания необходимо рассмотреть с иной точки зрения.

Итак, когда человек вдыхание, кислород начинает поступать в альвеолы, после чего проникает в кровь, затем разноситься дальше по клеткам и тканям организма.

Кислород состоит из клеток, которые в свою очередь могут окислять питательные компоненты и тем самым выделятся энергия. Зафиксируем ваше внимание: конечный результат процесса – и есть выработка в митохондриях энергии. В медицинской практике данный процесс называют клеточным дыханием.

Теперь можно сделать небольшой вывод: чем больше будет митохондрий, тем больше наш организм получит питательных веществ.

Можно ли повысить количество митохондрий самостоятельно?

Да, повысить количество органелл в организме можно, главное знать как. Самый простой способ это заняться аэробным бегом. В момент аэробного бега, человек дышит свободно, тем самым поступает достаточно большое количество кислорода.

Теперь рассмотрим, как же повысить проникновение кислорода в клетку.

Итак, для того чтобы увеличить парциальное давление, непосредственно углекислого газа, необходимо ежедневно делать упражнения на носовое дыхание. Например: вдох и выдох через нос.

Выдыхать носом очень тяжело для человека, но при этом есть возможность накопить много углекислого газа. Второй способ – проводить дыхательную гимнастику по методу Бутейко.

Самый простой вариант, это конечно же, использовать специальные маски или аппараты.

Помимо упражнений и аппаратов, необходимо придерживаться правильного питания. В рацион включить как можно больше продуктов, которые богаты на полезные витамины и макро и микроэлементы.

Например:

  1. Мясо.
  2. Рыбу.
  3. Фрукты и овощи.

Категорически запрещается кушать кондитерские выпечки, пить газированные напитки.

Для того чтобы повысить уровень глюкозы в организме, которая также активно участвует синтезе АТФ, включить в рацион питания сухофрукты, мед (при условии, что нет аллергической реакции на продукт).

Как повысить уровень серотонина в организме. 6 способов

Некоторые врачи советуют использовать витамины и добавки в драже или капсулах. Купить витаминный комплекс в состав которого входит магний, витамины из группы В и С, D-рибоза.

Строение и функции митохондрии видео

Вам также может понравиться

Источник: https://domovouyasha.ru/mitohondrii-funktsii-i-stroenie/

учитель биологии – Митохондрии

Митохондрии выполняют функцию синтеза органических

Покрыты двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты внутрь – кристы, они увеличивают площадь внутренней мембраны, чтобы расположить на ней как можно больше ферментов клеточного дыхания.

Внутренняя среда митохондрии называется матрикс. В нем находятся кольцевая ДНК и мелкие (70S) рибосомы, за счет них митохондрии самостоятельно делают для себя часть белков, поэтому их называют полуавтономными органоидами.

Функция: митохондрии принимают участие в клеточном дыхании (поставляют энергию для жизнедеятельности клетки, являются «энергетическими станциями клетки»).

Дыхание (простое)

Во всех живых клетках Глюкоза окисляется кислородом До углекислого газа и воды,

При этом выделяется энергия.

0. Подготовительная стадия
В пищеварительной системе сложные органические вещества распадаются до более простых (белки до аминокислот, крахмал до глюкозы и т.п.). При этом выделяется энергия, которая рассеивается в форме тепла.

1. Гликолиз
Происходит в цитоплазме, без участия кислорода. Глюкоза окисляется до двух молекул пировиноградной кислоты, при этом образуется 4 атома водорода на переносчиках и энергия на 2 АТФ.

2. Окислитение ПВК в митохондриях
Происходит в митохондриях. ПВК окисляется полностью до углекислого газа, при этом образуется 20 атомов водорода. На кристах 24 (4+20) атомов водорода окисляются кислородом, при этом образуется вода и энергия на 36 АТФ.

Дыхание у растений

1. Происходит во всех живых клетках круглосуточно (фотосинтез – только в зеленых клетках и только на свету). 2. При дыхании растения, как и мы, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

Кислород окисляет глюкозу (созданную при фотосинтезе), получается энергия АТФ.

3. После полива рекомендуется рыхлить почву, чтобы к корням лучше поступал кислород.

Если слишком силшьно поливать растение, то в земле не будет воздуха, корни задохнутся, растение погибнет.

21 тест по теме

94. Процесс дыхания у растений происходит А) в специальных органах Б) во всех живых клетках В) только в клетках с хлоропластами

Г) только в молодых клетках

242. Митохондрии в клетке НЕ выполняют функцию А) окисления органических веществ Б) фотолиза молекул воды В) клеточного дыхания

Г) синтеза молекул АТФ

256. Ферментативное расщепление глюкозы без участия кислорода – это А) подготовительный этап обмена Б) пластический обмен В) гликолиз

Г) биологическое окисление

264. Растения в процессе дыхания используют кислород, который поступает в клетки и обеспечивает А) окисление неорганических веществ до углекислого газа и воды Б) окисление органических веществ с освобождением энергии В) синтез органических веществ из неорганических

Г) синтез белка из аминокислот

366. 38 молекул АТФ синтезируются в клетке в процессе А) окисления молекулы глюкозы Б) брожения В) фотосинтеза

Г) хемосинтеза

393. Окисление аминокислот и жирных кислот в энергетическом обмене происходит в А) митохондриях Б) хромосомах В) хлоропластах

Г) рибосомах

414. На каком из этапов энергетического обмена синтезируются две молекулы АТФ А) гликолиза Б) подготовительного этапа В) кислородного этапа

Г) поступления веществ в клетку

426. Затопление ранней весной полей пшеницы талыми водами иногда приводит к гибели всходов, так как при этом нарушается процесс А) фотосинтеза из-за недостатка кислорода Б) дыхания из-за недостатка кислорода В) поглощения воды из почвы

Г) испарения воды

456. В каких органоидах клетки происходит синтез молекул АТФ А) в митохондриях Б) в рибосомах В) в аппарате Гольджи

Г) в ядре

494. В митохондрии атомы водорода отдают электроны, при этом энергия используется на синтез молекул А) белка Б) АТФ В) жира

Г) углеводов

663. Расщепление липидов до глицерина и жирных кислот происходит в А) подготовительную стадию энергетического обмена Б) процессе гликолиза В) кислородную стадию энергетического обмена

Г) ходе пластического обмена

744. Собственную ДНК имеет А) комплекс Гольджи Б) лизосома В) эндоплазматическая сеть

Г) митохондрия

747. Основная функция митохондрий А) редупликация ДНК Б) биосинтез белка В) синтез АТФ

Г) синтез углеводов

774. Растительная клетка, как и животная, получает энергию в процессе А) окисления органических веществ Б) биосинтеза белка В) синтеза липидов

Г) синтеза нуклеиновых кислот

817. Растения в процессе дыхания А) выделяют кислород и поглощают углекислый газ Б) поглощают кислород и выделяют углекислый газ В) накапливают энергию в образующихся органических веществах

Г) синтезируют органические вещества из неорганических

968. В процессе дыхания растения обеспечиваются А) энергией Б) водой В) органическими веществами

Г) минеральными веществами

1316. Синтез молекул АТФ происходит в процессе А) биосинтеза белка Б) синтеза углеводов В) подготовительного этапа энергетического обмена

Г) кислородного этапа энергетического обмена

1415. Чтобы обеспечить доступ кислорода воздуха к корням растений, почву надо А) удобрять солями калия Б) рыхлить до полива и во время полива В) удобрять азотными солями

Г) рыхлить после полива

1697. На подготовительной стадии энергетического обмена исходными веществами являются А) аминокислоты Б) полисахариды В) моносахариды

Г) жирные кислоты

1837. Сколько молекул АТФ запасается в процессе гликолиза? А) 2 Б) 32 В) 36

Г) 40

1954. Энергия для жизнедеятельности клетки вырабатывается в 1) рибосомах 2) митохондриях 3) ЭПС 4) ядре

Использован материал сайта БИОФАК

Источник: https://matveeva.ucoz.ru/index/mitokhondrii/0-284

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: