🔋
Тема 10 · НМТ з біології Двомембранні органели: мітохондрії та пластиди
Будова, енергетичні станції клітини, фотосинтез, напівавтономність і симбіотична гіпотеза
🗣️ Простими словами
Дві найважливіші органели з подвійною мембраною: мітохондрії — «електростанції», що виробляють енергію (АТФ), і пластиди (зокрема хлоропласти) — «сонячні панелі» рослин, де йде фотосинтез.
Що таке двомембранні органели
🗣️ Простими словами
Мітохондрія — «електростанція»: тут іде клітинне дихання (кисень + глюкоза → енергія АТФ). Хлоропласт (зелений, із хлорофілом) робить навпаки — фотосинтез: світло + СО₂ + вода → глюкоза.
Спільна ознака
Двомембранні органели — це органели, оточені двома мембранами: зовнішньою і внутрішньою.
До них належать мітохондрії та пластиди (пластиди — лише в клітинах рослин і деяких водоростей).
Навіщо це знати: саме ці дві органели — «електростанції» клітини. Мітохондрії вивільняють енергію під час дихання й запасають її в АТФ, а хлоропласти запасають енергію світла в органічних речовинах під час фотосинтезу.
Обидві є напівавтономними — мають власну ДНК і рибосоми.
До них належать мітохондрії та пластиди (пластиди — лише в клітинах рослин і деяких водоростей).
Навіщо це знати: саме ці дві органели — «електростанції» клітини. Мітохондрії вивільняють енергію під час дихання й запасають її в АТФ, а хлоропласти запасають енергію світла в органічних речовинах під час фотосинтезу.
Обидві є напівавтономними — мають власну ДНК і рибосоми.
Мітохондрії
Загальна характеристика
Мітохондрії — двомембранні органели, у яких відбувається кисневий (аеробний) етап клітинного дихання й синтезується АТФ.
Їх називають «енергетичними станціями клітини».
Форма — паличкоподібна, овальна або ниткоподібна. Кількість залежить від активності клітини: найбільше їх у м'язових, нервових, печінкових клітинах, де потрібно багато енергії.
Їх називають «енергетичними станціями клітини».
Форма — паличкоподібна, овальна або ниткоподібна. Кількість залежить від активності клітини: найбільше їх у м'язових, нервових, печінкових клітинах, де потрібно багато енергії.
Будова: дві мембрани
Зовнішня мембрана — гладенька, відмежовує органелу від цитоплазми.
Внутрішня мембрана — утворює численні складки — кристи. Вони збільшують площу поверхні для розміщення ферментів дихального ланцюга.
Логіка проста: більше крист → більша площа → більше АТФ.
Внутрішня мембрана — утворює численні складки — кристи. Вони збільшують площу поверхні для розміщення ферментів дихального ланцюга.
Логіка проста: більше крист → більша площа → більше АТФ.
Матрикс і кристи
Кристи — вирости внутрішньої мембрани; на них розташовані ферменти дихального ланцюга й окисного фосфорилювання (синтезу АТФ).
Матрикс — внутрішній напіврідкий вміст мітохондрії. У ньому містяться:
• власна кільцева ДНК;
• рибосоми;
• ферменти циклу Кребса.
Матрикс — внутрішній напіврідкий вміст мітохондрії. У ньому містяться:
• власна кільцева ДНК;
• рибосоми;
• ферменти циклу Кребса.
Функція — синтез АТФ
У мітохондріях відбувається аеробний (кисневий) етап клітинного дихання (потрібен O₂).
Органічні речовини (насамперед глюкоза) окиснюються до CO₂ і H₂O, а вивільнена енергія запасається в молекулах АТФ.
Сумарно: повне окиснення 1 молекули глюкози (у клітині загалом) дає 36–38 молекул АТФ (для НМТ — до 38); із них 2 АТФ утворюються ще під час гліколізу в цитоплазмі.
АТФ — універсальний акумулятор енергії клітини.
Органічні речовини (насамперед глюкоза) окиснюються до CO₂ і H₂O, а вивільнена енергія запасається в молекулах АТФ.
Сумарно: повне окиснення 1 молекули глюкози (у клітині загалом) дає 36–38 молекул АТФ (для НМТ — до 38); із них 2 АТФ утворюються ще під час гліколізу в цитоплазмі.
АТФ — універсальний акумулятор енергії клітини.
🧠 Як запам'ятати
МІТОхондрія = «МОТОР» клітини. Мотор спалює пальне (глюкозу) з киснем і дає енергію (АТФ).
КРИСТИ — «крихти-складочки»: уяви гармошку всередині — що більше складок, то гучніше грає «мотор».
36–38 АТФ: запам'ятай як «майже 40 — за повне дихання з киснем».
КРИСТИ — «крихти-складочки»: уяви гармошку всередині — що більше складок, то гучніше грає «мотор».
36–38 АТФ: запам'ятай як «майже 40 — за повне дихання з киснем».
Пластиди
Що таке пластиди
Пластиди — двомембранні органели, характерні лише для рослин та деяких водоростей.
Три типи за забарвленням і функцією:
• хлоропласти — зелені (фотосинтез);
• хромопласти — жовті/оранжеві/червоні (забарвлення);
• лейкопласти — безбарвні (запасання).
Важливо: пластиди можуть перетворюватися з одного типу на інший.
Три типи за забарвленням і функцією:
• хлоропласти — зелені (фотосинтез);
• хромопласти — жовті/оранжеві/червоні (забарвлення);
• лейкопласти — безбарвні (запасання).
Важливо: пластиди можуть перетворюватися з одного типу на інший.
Хлоропласти: будова
Хлоропласт оточений двома мембранами; всередині — напіврідка строма.
У стромі розташовані сплощені мембранні мішечки — тилакоїди.
Стопки тилакоїдів утворюють грани (як стосики монет).
Грани з'єднані між собою тилакоїдами строми (ламелами).
На мембранах тилакоїдів міститься зелений пігмент — хлорофіл.
У стромі розташовані сплощені мембранні мішечки — тилакоїди.
Стопки тилакоїдів утворюють грани (як стосики монет).
Грани з'єднані між собою тилакоїдами строми (ламелами).
На мембранах тилакоїдів міститься зелений пігмент — хлорофіл.
Хлоропласти: фотосинтез
Фотосинтез — утворення органічних речовин із CO₂ і H₂O за рахунок енергії світла.
• Світлова фаза — на мембранах тилакоїдів: поглинання світла хлорофілом, фотоліз води, виділення O₂, синтез АТФ і НАДФ·Н.
• Темнова фаза — у стромі: із CO₂ синтезуються вуглеводи (глюкоза), цикл Кальвіна.
Сумарно: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.
• Світлова фаза — на мембранах тилакоїдів: поглинання світла хлорофілом, фотоліз води, виділення O₂, синтез АТФ і НАДФ·Н.
• Темнова фаза — у стромі: із CO₂ синтезуються вуглеводи (глюкоза), цикл Кальвіна.
Сумарно: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.
🧠 Як запам'ятати
ТИЛАКОЇДИ у ГРАНАХ — «стосик монет». Грана = гроші стосиком; тилакоїд = одна монетка.
Де що відбувається: «світло ловлять на СТІНАХ (мембрани тилакоїдів), а цукор варять у СЕРЕДИНІ (строма)».
Світлова — тилакоїди, темнова — строма.
Де що відбувається: «світло ловлять на СТІНАХ (мембрани тилакоїдів), а цукор варять у СЕРЕДИНІ (строма)».
Світлова — тилакоїди, темнова — строма.
Хромопласти
Хромопласти — пластиди з жовтими, оранжевими, червоними пігментами (каротиноїди).
Надають забарвлення пелюсткам квіток, стиглим плодам, коренеплодам (морква, томат, перець).
Навіщо рослині: яскравий колір приваблює комах-запилювачів і тварин, що розносять насіння.
Часто утворюються з хлоропластів (тому зелений помідор червоніє).
Надають забарвлення пелюсткам квіток, стиглим плодам, коренеплодам (морква, томат, перець).
Навіщо рослині: яскравий колір приваблює комах-запилювачів і тварин, що розносять насіння.
Часто утворюються з хлоропластів (тому зелений помідор червоніє).
Лейкопласти
Лейкопласти — безбарвні пластиди, які запасають поживні речовини.
Містяться в незелених частинах: бульбах, коренях, насінні.
Найпоширеніші накопичують крохмаль (наприклад, у бульбах картоплі), а також білки та олії.
На світлі можуть перетворюватися на хлоропласти (бульба картоплі зеленіє).
Містяться в незелених частинах: бульбах, коренях, насінні.
Найпоширеніші накопичують крохмаль (наприклад, у бульбах картоплі), а також білки та олії.
На світлі можуть перетворюватися на хлоропласти (бульба картоплі зеленіє).
Напівавтономність органел
Чому «напівавтономні»
Мітохондрії та пластиди мають ознаки самостійності:
• власну кільцеву ДНК;
• власні рибосоми (дрібніші, прокаріотичного типу);
• здатність самостійно розмножуватися поділом навпіл.
Чому лише «напів»: більшість власних білків вони отримують під контролем ядерної ДНК, тож повністю незалежними не є.
• власну кільцеву ДНК;
• власні рибосоми (дрібніші, прокаріотичного типу);
• здатність самостійно розмножуватися поділом навпіл.
Чому лише «напів»: більшість власних білків вони отримують під контролем ядерної ДНК, тож повністю незалежними не є.
Симбіотична гіпотеза походження
Суть гіпотези
Симбіотична (ендосимбіотична) гіпотеза пояснює походження двомембранних органел.
Колись давня клітина-хазяїн поглинула аеробні бактерії — вони стали мітохондріями.
Пізніше поглинула ціанобактерії (фотосинтезувальні) — вони стали хлоропластами.
Замість перетравлення виник взаємовигідний симбіоз.
Колись давня клітина-хазяїн поглинула аеробні бактерії — вони стали мітохондріями.
Пізніше поглинула ціанобактерії (фотосинтезувальні) — вони стали хлоропластами.
Замість перетравлення виник взаємовигідний симбіоз.
Докази гіпотези
На користь симбіотичного походження свідчать:
• наявність власної ДНК (кільцевої, як у бактерій);
• власні рибосоми прокаріотичного типу;
• розмноження поділом незалежно від клітини;
• наявність двох мембран (внутрішня — від бактерії, зовнішня — від клітини-хазяїна при поглинанні).
• наявність власної ДНК (кільцевої, як у бактерій);
• власні рибосоми прокаріотичного типу;
• розмноження поділом незалежно від клітини;
• наявність двох мембран (внутрішня — від бактерії, зовнішня — від клітини-хазяїна при поглинанні).
🧠 Як запам'ятати
Симбіоз = «клітина проковтнула, але не перетравила».
Мітохондрія — колишня бактерія-дихальник (дає кисневе дихання).
Хлоропласт — колишня ціанобактерія-сонцелюб (дає фотосинтез).
Дві мембрани — «сама бактерія у мішечку клітини».
Мітохондрія — колишня бактерія-дихальник (дає кисневе дихання).
Хлоропласт — колишня ціанобактерія-сонцелюб (дає фотосинтез).
Дві мембрани — «сама бактерія у мішечку клітини».
Ключові терміни
Вивчи напам'ять
Кристи — складки внутрішньої мембрани мітохондрії (більше поверхні для АТФ).
Матрикс — вміст мітохондрії; тут ДНК, рибосоми, цикл Кребса.
Тилакоїди — мембранні мішечки хлоропласта; світлова фаза.
Грани — стопки тилакоїдів.
Строма — вміст хлоропласта; темнова фаза, синтез глюкози.
Хромопласти — забарвлення; лейкопласти — запасання (крохмаль).
Напівавтономність — власна ДНК + рибосоми + поділ.
Матрикс — вміст мітохондрії; тут ДНК, рибосоми, цикл Кребса.
Тилакоїди — мембранні мішечки хлоропласта; світлова фаза.
Грани — стопки тилакоїдів.
Строма — вміст хлоропласта; темнова фаза, синтез глюкози.
Хромопласти — забарвлення; лейкопласти — запасання (крохмаль).
Напівавтономність — власна ДНК + рибосоми + поділ.
Часті пастки НМТ
Не переплутай
• Кристи ≠ грани. Кристи — у мітохондрії, грани (з тилакоїдів) — у хлоропласті.
• Матрикс ≠ строма. Матрикс — мітохондрія, строма — хлоропласт.
• Світлова фаза — на тилакоїдах, темнова — у стромі (не навпаки!).
• O₂ виділяється у світлову фазу (фотоліз води), а не в темнову.
• Пластиди є лише в рослин (і деяких водоростей); мітохондрії — і в рослин, і у тварин.
• Двомембранними є мітохондрії та пластиди (ядро теж оточене двома мембранами, але його розглядають окремо від органел); ЕПС, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі — одномембранні; рибосоми — немембранні.
• Внутрішня мембрана мітохондрії утворює кристи, а не зовнішня.
• Матрикс ≠ строма. Матрикс — мітохондрія, строма — хлоропласт.
• Світлова фаза — на тилакоїдах, темнова — у стромі (не навпаки!).
• O₂ виділяється у світлову фазу (фотоліз води), а не в темнову.
• Пластиди є лише в рослин (і деяких водоростей); мітохондрії — і в рослин, і у тварин.
• Двомембранними є мітохондрії та пластиди (ядро теж оточене двома мембранами, але його розглядають окремо від органел); ЕПС, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі — одномембранні; рибосоми — немембранні.
• Внутрішня мембрана мітохондрії утворює кристи, а не зовнішня.
🗣️ Простими словами
Якщо зовсім коротко: мітохондрія — електростанція (робить АТФ у диханні), хлоропласт — сонячна батарея (робить глюкозу у фотосинтезі). Обидві мають подвійну мембрану 😉
Закріпи тему «Двомембранні органели: мітохондрії та пластиди» на тестах 🎯
Пройди тести формату НМТ саме з цієї теми — безкоштовно, з розбором кожної помилки.