Kontakta författare

Livets byggstenar

1873 sade två forskare som hette Schleiden och Schwann just sista handen på sin cellteori. Denna teori uppgav att alla organismer består av en eller flera celler, och att cellen är den grundläggande strukturella enheten för alla organismer. I diskussioner med varandra insåg dessa banbrytande forskare att även om celler har många skillnader, har de alla samma grundläggande struktur.

Det är viktigt att inse att de flesta celler inte ser ut som de allmänna växt- och djurcellerna som illustreras i de flesta vetenskapliga textböcker. Det finns över 200 typer av celler i människokroppen och de flesta ser ganska annorlunda ut än den allmänna djurcellen nedan. Varje celltyp har en annan form, en annan storlek och ett annat jobb att göra. Växter visar också denna variation. Det är ironiskt att de första cellerna som jag lär mina elever att visualisera under mikroskopet - lökceller - inte är typiska växtceller eftersom de saknar kloroplast.

Vad är skillnaderna mellan djur- och växtceller?

Klicka på miniatyrbild för att se full storlek
En typisk djurcell |
En typisk växtcell |

Jämförelse av växt- och djurceller

Växt och djurVäxter endast
NucleusCellvägg
Cellmembranetkloroplaster
cytoplasmavakuolen
mitokondrierplasmodesmata
lysosomer
Golgiapparat
ribosomer
Grov endoplasmatisk retikulum
Slät endoplasmatisk retikulum
Tabellen ovan visar egenskaperna hos eukaryota celler

Cellorganellfunktioner

När du tittar på ett djur- eller växtcell under ett mikroskop är den mest uppenbara funktionen du ser den stora, mörka kärnan. Om du har ett riktigt bra mikroskop och en utmärkt beredning kan du kanske göra klorplaster och vakuoler i växter. Dessa är alla exempel på organeller. De flesta organeller finns i både växt- och djurceller och har samma funktioner i varje celltyp. Detta är ett exempel på arbetsdelning, där varje typ av organell har en specifik roll i cellen, alla arbetar tillsammans för att säkerställa överlevnaden av cellen.

Delade organeller:

  • Nucleus - kommandocentret för cellen. Detta innehåller nästan allt genetiskt material i cellen. Inom kärnan finns en sfärisk struktur som kallas nucleolus som gör RNA och ribosomer.
  • Cellmembran - cellens gränsskydd - detta kuvert omger cellen och styr vilka ämnen som kan röra sig in och ut ur cellen. Känd som ett vätske-mosaikmembran när det rör sig som en vätska och är besatt med glykoproteiner och glykoplipder vilket ger det ett mosaikliknande utseende.
  • Mitochondria - kraftstationen i cellen. Dessa korvformade organeller konverterar glukos till ATP under andning. ATP är cellens energivaluta som används i nästan alla energikrävande cellulära processer.
  • Lysosomer - cellens återvinningsanläggningar. Dessa sfäriska säckar innehåller kraftfulla matsmältningsenzymer. Deras roll är att bryta ner material.
  • Ribosomer - cellens fabriker. Dessa små organeller består av två underenheter och är platsen för proteinsyntes.
  • Endoplasmic Reticulum (ER) - tillverkad av en serie plattade, membranbundna säckar som kallas cisternae. ER finns i två former: Grov ER transporterar proteiner som gjordes på de bifogade ribosomerna; Smidig ER är involverad i lipidproduktion.
  • Golgi Apparat / Body - cellens postkontor. Dessa plattade säckar ser ut som en hög med pitabröd; Golgi tar emot proteiner från ER, modifierar och paketerar dem för transport. Härifrån skickas de förpackade proteinerna antingen till andra delar av cellen, eller skickas till cellmembranet för utsöndring (tänk internationell export).

Växt-endast organeller:

  • Klorplaster - solpanelerna för en anläggning. Dessa dubbelmembranade organeller är platsen för fotosyntes i växtceller. Lätt energi används för att konvertera koldioxid (från luften) och vatten till kolhydrater som molekyler.
  • Cellvägg - växtens defensiva väggar. De är tillverkade av cellulosa och ger strukturell styvhet för anläggningen.
  • Vacuole - fungerar som urinblåsan i en fotboll. Den stora vakuolen fylls med vatten och olika lösta ämnen. Vätsketrycket inuti denna organell säkerställer att cellväggen hålls stel (turgid). Om en växt inte vattnas på några dagar förloras vatten från vakuumet och varje cell blir mindre turgid och mer slapp. Detta är anledningen till att en växt växer.
  • Amyloplaster - anläggningens matöverskottslager. Extra glukos omvandlas till olösliga stärkelsekorn och lagras i amyloplaster för användning när tiderna är svårare.
  • Plasmodesmata - hemliga tunnlar i cellväggen som tillåter angränsande växtceller att kommunicera.

Djur-endast organeller:

  • Centrioler - Den mekaniska vinschen från djurcellen, dessa små rör med proteinfibrer är involverade i att förflytta kromosomer under celldelningen.

Celllåten

Differentiering och stamceller

Det finns över 200 celltyper i din kropp, var och en med sin egen karakteristiska storlek, form och funktion. Cellerna är anpassade för att göra sitt jobb - en process som händer innan du är född. Detta är en enkelriktad process; en hudcell kan inte spontant förändras till en röd blodcell eller en neuron.

Det finns dock en grupp celler som kan förändras till många olika typer av stamstamceller . Stamceller är celler som inte har anpassats för att göra ett visst jobb. De finns i flera typer:

  • Multipotent: kan ändras till flera celltyper. Hematopoietiska celler är blodceller som kan utvecklas till många olika typer av blodkroppar, men kan inte förvandlas till någon annan celltyp
  • Pluripotent: dessa stamceller kan ge upphov till alla vuxna celltyper. Forskare kan tvinga "normala" celler att bli pluripotenta (inducerade pluripotenta stamceller eller iPS) genom genmanipulation
  • Totipotent: dessa stamceller kan ge upphov till alla vuxna celler och extra-embryonala vävnader som moderkakan. Hos människor är celler endast totipotenta fram till dag 4 (omkring 16-cellstadiet) av fostrets utveckling.

Nedan följer en serie mikrografer som visar hur olika celler är specialiserade för att göra sitt jobb.

Anpassning i växter och djur

Klicka på miniatyrbild för att se full storlek

Nervceller i Hippocampus-regionen i hjärnan |

En röd blodcell |
3 mänskliga spermceller |

Skanna elektronmikrografi av pollenkorn (Helianthus annuus - vanlig solros) |
Konfokal mikrografi av skyddsceller runt en stomi av anläggningen Arabidopsis. |

Funktioner och strukturer för djurceller

Typ av cellStruktureraFungera
NervcellMycket långa, tunna celler. Myelin-mantel påskyndar impulsöverföringKroppens snabbmeddelandesystem. Meddelanden transporteras upp till 300 km / h. Ändarna på varje cell kan hämta och leverera meddelanden från många platser samtidigt
Röd blodcellBiconcave-skiva och ingen kärna för att maximera ytan: volymförhållandetBär syre från lungorna till muskelcellerna för andning. Transporterar koldioxid från muskelceller till lungor för utsöndring
SpermiecellLång flagellum packad med mitokondrier för energiReproduktion - bär hälften av manens gener till ägget för befruktning.
PollenkornLiten och lätt med klibbiga ändar så att den fastnar på en blommaFogar med ägg i den kvinnliga delen av växten för att skapa en ny växt
VaktcellerCellvägg tjockare på ena sidan än den andra förekommer i parKontrollerar öppningen och stängningen av en stomi för att förhindra vattenförlust från växten

Vad är vävnader och organ?

En cell kan vara livets grundläggande strukturella enhet, men det finns högre strukturer av strukturer i flercelliga organismer.

  1. En cell är livets byggsten.
  2. En vävnad är en grupp av liknande celler som utför samma funktion.
  3. Ett organ är en grupp vävnader som arbetar tillsammans för att utföra en viss funktion.
  4. Ett organsystem är en samling organ som fungerar tillsammans för en viss funktion.

Med hjälp av dessa definitioner kan vi se att hud är ett organ som består av ett antal olika vävnader inklusive nervvävnad, muskelvävnad, hudvävnad, kärlvävnad (blodkärl) och fettvävnad. Det blir också tydligt att en blodtransfusion faktiskt är en vävnadstransplantation, eftersom blod innehåller flera olika celler som alla arbetar tillsammans för ett gemensamt syfte:

  • röda blodceller
  • Vita blod celler
  • trombocyter
  • Plasma

En bra modell för hur kroppen fungerar är en skola. Lärarna, städare, labbtekniker, kontorsanställda, lednings- och lärarassistenter gör olika jobb. De arbetar alla för att driva skolan - om en grupp slutade arbeta, skulle skolan inte fungera.

Intressanta fakta om celler

  • En enda nervcell i en giraff kan vara mer än två meter lång
  • Tillstånd som cancer orsakas när celler delar sig för ofta.
  • Den största cellen i världen är strutsägget
  • Det finns fler bakterieceller i människokroppen än mänskliga celler

Egenskaper för levande saker

KarakteristiskBeskrivningAnimal Organ SystemsVäxtorgan
FlyttaAlla levande saker rör sigMuskel och skelett
AndasDen kemiska processen för att släppa energi från matAndningssystemLöv
KänslaUpptäcker förändring i omgivningenNervsystem
VäxaAlla levande saker ökar i storlekMatsmältningssystemetXylem och Phloem
ReproduceraGör fler levande saker av samma artReproduktionssystemBlommor
AvsöndraTa bort avfallsprodukterKlyvnings-, urin- och andningsorganLöv
NäringAnvänd mat för att tillhandahålla energi för alla andra livsprocesserMatsmältningssystemetBlad, förvaringsorgan (knölar etc.)
De levande processerna kan minnas av MRS. GREN

Cells-frågesport

visa frågesportstatistik

Cells sammanfattning

  1. Det finns två typer av celler - eukaryoter har en kärna, inte prokaryoter.
  2. Cellerna är fyllda med mindre strukturer som kallas organeller - varje organell har ett specifikt jobb.
  3. Djur- och växtceller identifieras enligt deras organeller - kloroplaster, cellulosacellväggar och vakuoler är unika för växter.
  4. Det finns cirka 200 olika typer av celler i kroppen, var och en med ett annat jobb. De olika celltyperna har anpassningar som hjälper dem att göra sitt jobb.
  5. Division of Labor är där olika delar utför specialiserade funktioner, var och en som bidrar till att hela fungerar.
  6. Stamceller är en grupp celler som inte helt har differentierats och så kan utvecklas till två eller flera celltyper. Det finns tre breda kategorier av stamceller.
  7. En grupp liknande celler som utför samma funktion kallas vävnader.
  8. En grupp vävnader som utför samma funktion kallas organ.
  9. Det finns 7 livsprocesser som stöds av olika organ eller organsystem. Dessa kan komma ihåg med hjälp av MRS. Gren.