Глосарій

Самоперетравлення клітини ферментами її власних лізосом після загибелі клітини або під час розвитку організму (наприклад, розсмоктування хвоста пуголовка під час перетворення на жабу).

Організми, які синтезують органічні речовини з неорганічних (CO₂, H₂O, мінеральні солі). Поділяються на фотоавтотрофів (енергія світла) та хемоавтотрофів (енергія окиснення хімічних сполук).

Організми, які отримують енергію шляхом кисневого розщеплення органічних речовин (клітинного дихання) і не можуть жити без молекулярного кисню. Більшість рослин, тварин, грибів.

Перенесення речовин через мембрану проти градієнта концентрації (із зони меншої концентрації в зону більшої) за допомогою білків-насосів з витратою енергії АТФ. Приклад: натрій-калієвий насос.

Організми, які отримують енергію без участі кисню. Облігатні анаероби гинуть у присутності O₂ (збудники правця й ботулізму). Факультативні анаероби можуть жити і з киснем, і без нього (дріжджі, кишкова паличка).

Пластичний обмін, анаболізм — сукупність реакцій синтезу складних органічних речовин із простіших, що потребує витрати енергії АТФ. Приклади: фотосинтез, біосинтез білка, реплікація ДНК.

Фермент, вбудований у внутрішню мембрану мітохондрії, що синтезує АТФ з АДФ і H₃PO₄. Складається з каналу для протонів H⁺ і каталітичної головки. Енергія руху протонів крізь канал обертає частину ферменту, що забезпечує приєднання фосфату до АДФ. Також називається АТФ-синтетазою.

Безкисневе розщеплення органічних речовин (переважно глюкози) у цитоплазмі, що завершується утворенням органічних продуктів — етанолу або молочної кислоти. Не синтезує АТФ, але регенерує НАД+, необхідний для продовження гліколізу.

Властивість мембрани пропускати одні речовини й затримувати інші; зумовлена гідрофобною серединою ліпідного бішару, яка вільно пропускає малі неполярні й жиророзчинні молекули (O₂, CO₂), повільно — воду, а іони й великі полярні молекули — лише за участі білків.

Короткі численні вирости клітини, вкриті плазматичною мембраною, з аксонемою за формулою 9 x 2 + 2; забезпечують рух рідини вздовж поверхні клітини (наприклад, у дихальних шляхах).

Непостійні структури цитоплазми, які з'являються й зникають залежно від стану клітини; приклади: зерна крохмалю, гранули глікогену, краплі жиру, кристали кальцій оксалату.

Організми, які використовують для живлення готові органічні речовини. За способом отримання їжі серед них розрізняють, зокрема, організми, що заковтують їжу (більшість тварин), сапротрофів (мертві рештки), паразитів (живий хазяїн) і симбіонтів (взаємовигідні стосунки).

Напіврідкий колоїдний розчин води, білків-ферментів, РНК, амінокислот, цукрів та іонів, що заповнює простір між органелами в цитоплазмі; у ній відбуваються гліколіз і синтез білків на вільних рибосомах.

Надмембранний шар тваринних клітин, утворений вуглеводними ланцюгами глікопротеїнів і гліколіпідів; забезпечує розпізнавання клітин, зчеплення в тканини та захист мембрани.

Безкисневий етап розщеплення глюкози, що відбувається в цитоплазмі клітин усіх організмів. Глюкоза (C6H12O6) перетворюється на 2 молекули піровиноградної кислоти (ПВК) з утворенням 2 НАД·Н і чистим виходом 2 АТФ. З 200 кДж вивільненої енергії 80 кДж запасається в АТФ, решта розсіюється як тепло.

Пара хромосом, однакових за розміром, формою, положенням центромери й набором генів. Одна хромосома з пари успадкована від батька, друга — від матері. Вони можуть нести різні варіанти (алелі) генів.

Стопка плоских мембранних мішечків — тилакоїдів — у хлоропласті. У мембранах гран розташовані пігменти й білки світлової фази фотосинтезу. Кілька гран з'єднані між собою ламелами.

Відновлення тургору рослинної клітини після плазмолізу при поміщенні її в чисту воду або гіпотонічний розчин.

Набір хромосом (2n) у соматичних клітинах, де кожна хромосома має гомологічну пару. У людини він становить 46 хромосом (2n = 46).

Енергетичний обмін, катаболізм — сукупність реакцій розщеплення складних органічних речовин до простіших із вивільненням енергії, частина якої запасається в АТФ. Приклади: гліколіз, бродіння, клітинне дихання.

Метод розділення органел за розміром, масою й густиною: гомогенат клітин обертають у центрифузі з поступово зростаючою швидкістю. Першими осідають ядра, далі мітохондрії, хлоропласти й лізосоми, потім фрагменти ЕПС, останніми — рибосоми.

Послідовність білків-переносників електронів, вбудованих у внутрішню мембрану мітохондрії (кристи). Електрони від НАД·Н і ФАД·Н₂ передаються по ланцюгу на кінцевий акцептор — кисень. Енергія перенесення електронів використовується для створення протонного градієнта, який забезпечує синтез АТФ.

Виведення речовин із клітини шляхом злиття мембранних пухирців (секреторних везикул) із плазматичною мембраною. Потребує енергії АТФ. Приклад: виділення травних ферментів клітинами підшлункової залози.

Метод дослідження клітин за допомогою електронного мікроскопа, у якому замість світла використовують пучок електронів у вакуумі, а лінзами слугують магнітні поля. Роздільна здатність у сотні разів вища, ніж у світлового мікроскопа, але спостерігати можна лише фіксовані препарати.

Система сполучених мембранних канальців, цистерн і пухирців, що пронизує цитоплазму й переходить у зовнішню мембрану ядерної оболонки; найбільша за площею мембранна система клітини. Буває гранулярною (з рибосомами, синтезує білки) і гладенькою (без рибосом, синтезує ліпіди й вуглеводи).

Поглинання клітиною речовин шляхом утворення мембранних пухирців, що відшнуровуються всередину. Включає фагоцитоз (тверді частинки) і піноцитоз (рідина). Потребує енергії АТФ.

Співвідношення між енергією, вивільненою під час розщеплення глюкози, та енергією, запасеною в АТФ. Для гліколізу — 80 кДж з 200 кДж (40 %), для повного окиснення — 1520 кДж з 2800 кДж (близько 54 %). Решта енергії розсіюється як тепло.

Організми, клітини яких мають оформлене ядро, обмежене ядерною оболонкою, а також мембранні органели (ЕПС, комплекс Гольджі, мітохондрії, пластиди). До еукаріотів належать рослини, тварини, гриби та одноклітинні протисти.

Група хемосинтезувальних бактерій, які окиснюють іони двовалентного феруму (Fe²⁺) до тривалентного (Fe³⁺) з утворенням нерозчинного гідроксиду Fe(OH)₃. Відіграють роль в утворенні болотних залізних руд.

Білки, занурені в ліпідний бішар частково або пронизують його наскрізь (трансмембранні); виконують функції каналів, переносників, насосів і рецепторів.

Сукупність ознак хромосомного набору соматичних клітин організму певного виду: кількість, розміри й форма хромосом. Є видовою ознакою, сталою для кожного виду.

Частина клітинного дихання, що відбувається в мітохондріях за наявності кисню. Включає окиснення піровиноградної кислоти, цикл Кребса (у матриксі) та дихальний ланцюг з окисним фосфорилюванням (на внутрішній мембрані). Дає 36 молекул АТФ на одну молекулу глюкози.

Фізична величина, що показує кількість структурних одиниць (молекул, атомів, іонів) у порції речовини. Одиниця вимірювання — моль. Обчислюється за формулою n = m / M, де m — маса, M — молярна маса. Для глюкози M = 180 г/моль.

Найменша структурна, функціональна й генетична одиниця живого: усі організми складаються з клітин, у клітині відбуваються обмін речовин, подразливість і ріст, а ДНК передається дочірнім клітинам під час поділу. Поза клітиною життя не існує.

Міцний каркас над плазматичною мембраною: у рослин — із целюлози та пектинів, у грибів — із хітину; надає форми, захищає, протидіє тургору, але не має вибіркової проникності.

Багатоступеневий ферментативний процес окиснення органічних речовин (переважно глюкози) за участю кисню, у результаті якого утворюються CO₂, H₂O та енергія, що запасається в АТФ. Відбувається в цитоплазмі (гліколіз) і мітохондріях (кисневий етап).

Водний розчин цукрів, органічних кислот, мінеральних солей, пігментів (антоціанів), запасних речовин і кінцевих продуктів обміну, що заповнює центральну вакуолю рослинної клітини.

Немембранна органела біля ядра в клітинах тварин, що складається з двох центріолей (формула 9 x 3 + 0); організовує мікротрубочки веретена поділу під час мітозу.

Поділ внутрішнього простору клітини мембранами на відсіки (компартменти) з різним хімічним складом. Завдяки компартментації в клітині одночасно й незалежно можуть відбуватися навіть протилежні процеси, наприклад синтез білка на ЕПС і його розщеплення в лізосомах.

Одномембранна органела у вигляді стопки сплощених цистерн (диктіосоми) з пухирцями на краях; накопичує, хімічно змінює, сортує й пакує речовини в секреторні пухирці та лізосоми.

Складки внутрішньої мембрани мітохондрії, які збільшують її площу. На кристах розташовані білкові комплекси дихального ланцюга й АТФ-синтаза, що забезпечують синтез АТФ під час окисного фосфорилювання.

Безбарвні пластиди клітин запасальних органів рослин (бульб, кореневищ, насіння). Найпоширеніший тип — амілопласти, які синтезують і накопичують крохмаль. Також можуть запасати білки (протеїнопласти) або олії (олеопласти).

Дрібний мембранний пухирець (близько 0,5 мкм), заповнений гідролітичними ферментами, що розщеплюють білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди й ліпіди в кислому середовищі (pH ~5). Забезпечує внутрішньоклітинне травлення, автофагію й автоліз.

Подвійний шар фосфоліпідів, що є основою клітинної мембрани: гідрофільні голівки звернені назовні (до води), а гідрофобні хвости — всередину, утворюючи гідрофобну середину.

Сукупність усіх хімічних реакцій в організмі, що забезпечують його життя, ріст, розвиток і розмноження. Складається з пластичного (асиміляція) та енергетичного (дисиміляція) обміну.

Порожнисті циліндри з білка тубуліну (діаметр близько 25 нм), що входять до складу цитоскелета; виконують опорну функцію, транспортують пухирці й органели, утворюють веретено поділу.

Організми, здатні поєднувати автотрофне й гетеротрофне живлення. Приклади: евглена зелена (фотосинтезує на світлі, поглинає органіку в темряві), комахоїдні рослини.

Двомембранна органела еукаріотичної клітини, у якій відбувається кисневий етап клітинного дихання й синтезується більшість АТФ. Має зовнішню гладеньку мембрану, внутрішню мембрану зі складками-кристами, міжмембранний простір і матрикс із ферментами, кільцевою ДНК і рибосомами 70S.

Тип бродіння, за якого піровиноградна кислота перетворюється на молочну кислоту без виділення CO2. Здійснюють молочнокислі бактерії, а також м'язові клітини людини й тварин за нестачі кисню. Використовується у виробництві кисломолочних продуктів, квашенні овочів і силосуванні кормів.

Пептидоглікан — основний компонент клітинної стінки бактерій. Складається з полісахаридних ланцюгів, зшитих короткими пептидними містками, що надає стінці міцності.

Властивість мітохондрій і хлоропластів мати власну кільцеву ДНК, рибосоми 70S, синтезувати частину власних білків і розмножуватися поділом навпіл незалежно від поділу клітини. «Напів-» означає, що більшість білків цих органел закодована в ядрі, тому поза клітиною вони існувати не можуть.

Білок-насос (Na⁺/K⁺-АТФаза), вбудований у плазматичну мембрану, який за один цикл, розщеплюючи 1 АТФ, виводить із клітини 3 іони Na⁺ і вносить 2 іони K⁺, створюючи різницю концентрацій, потрібну для збудження нервових і м'язових клітин.

Анаеробний процес (бродіння), за якого 1 моль глюкози розщеплюється без участі кисню. У молочнокислому бродінні утворюються 2 моль молочної кислоти і 2 моль АТФ; у спиртовому — 2 моль етанолу, 2 моль CO₂ і 2 моль АТФ.

Двоетапний процес окиснення амоніаку (NH₃) до нітритів (NO₂⁻), а потім до нітратів (NO₃⁻), який здійснюють нітрифікувальні бактерії (нітрозобактерії та нітробактерії).

Група хемосинтезувальних бактерій, які окиснюють амоніак (NH₃) спочатку до нітритної кислоти (HNO₂), а потім до нітратної кислоти (HNO₃), що в ґрунті утворює нітрати. Поділяються на нітрозобактерії (рід Nitrosomonas) і нітробактерії (рід Nitrobacter). Відіграють ключову роль у колообігу Нітрогену.

Ділянка цитоплазми прокаріотичної клітини, де розташована кільцева молекула ДНК. Нуклеоїд не відокремлений від цитоплазми ядерною оболонкою, тому не є справжнім ядром.

Структурна одиниця хроматину, що складається з ділянки ДНК (близько 146 пар нуклеотидів), намотаної на білкове ядро з восьми молекул гістонів. Ланцюг нуклеосом нагадує намисто.

Процес синтезу АТФ з АДФ і фосфорної кислоти, що відбувається на внутрішній мембрані мітохондрії за рахунок енергії протонного градієнта, створеного дихальним ланцюгом. Описаний хеміосмотичною теорією П. Мітчелла (1961). Забезпечує утворення 34 з 36 АТФ кисневого етапу.

Постійна структура цитоплазми, що має певну будову й виконує специфічну функцію. За кількістю мембран органели поділяють на одномембранні (ЕПС, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі), двомембранні (мітохондрії, пластиди) та немембранні (рибосоми, клітинний центр, цитоскелет).

Дифузія води крізь напівпроникну мембрану з розчину з меншою концентрацією розчинених речовин у розчин із більшою концентрацією. Пасивний транспорт, що не потребує АТФ.

Перенесення речовин через мембрану за градієнтом концентрації (із зони більшої концентрації в зону меншої) без витрат енергії АТФ. Включає просту дифузію, полегшену дифузію та осмос.

Білки, що прилягають до однієї з поверхонь ліпідного бішару (зовнішньої або внутрішньої) і не занурені в гідрофобний шар.

Перший етап енергетичного обміну, під час якого гідролітичні ферменти в травному каналі та лізосомах розщеплюють полімери (білки, вуглеводи, жири, нуклеїнові кислоти) до мономерів. АТФ не синтезується — уся вивільнена енергія розсіюється як тепло.

Проміжний продукт гліколізу (C3H4O3), також званий піруватом. Утворюється з глюкози в цитоплазмі. За наявності кисню надходить у мітохондрії для подальшого окиснення; без кисню перетворюється на етанол або молочну кислоту під час бродіння.

Тонка плівка завтовшки 7–10 нм, що оточує клітину й відмежовує її вміст від зовнішнього середовища; складається з ліпідного бішару, білків, холестеролу та вуглеводних ланцюгів.

Тонкі цитоплазматичні містки крізь пори в клітинних стінках сусідніх рослинних клітин, вистелені мембраною; забезпечують сполучення цитоплазми (симпласт).

Відставання протопласту рослинної клітини від клітинної стінки внаслідок втрати води в гіпертонічному розчині. Видимий у світловий мікроскоп.

Аеробний процес, за якого 1 моль глюкози (C₆H₁₂O₆) за участю 6 моль кисню повністю розщеплюється до 6 моль CO₂ і 6 моль H₂O з утворенням 38 моль АТФ (2 — у гліколізі, 36 — на кисневому етапі).

Організми, клітини яких не мають оформленого ядра (спадковий матеріал у вигляді нуклеоїда) і мембранних органел. До прокаріотів належать бактерії та археї.

Немембранна органела, що складається з великої й малої субодиниць (рРНК + білки); забезпечує синтез білка (трансляцію); 80S — у цитоплазмі еукаріотів, 70S — у прокаріотів, мітохондріях і хлоропластах.

Найменша відстань між двома точками об'єкта, які на зображенні ще видно окремо, а не як одна пляма. Для світлового мікроскопа межа розрізнення становить близько 0,2 мкм (200 нм), для електронного — кілька нанометрів.

Метод дослідження клітин за допомогою світлового мікроскопа, у якому зображення збільшують об'єктив та окуляр. Збільшення мікроскопа дорівнює добутку збільшень окуляра й об'єктива. Метод дозволяє спостерігати живі клітини, але не дає змоги побачити структури, менші за 0,2 мкм.

Перша фаза фотосинтезу, що відбувається на мембранах тилакоїдів і потребує світла. Включає збудження хлорофілу, фотоліз води, синтез АТФ (фотофосфорилювання) і відновлення НАДФ+ до НАДФ·Н. Продукти: АТФ, НАДФ·Н і O₂.

Група хемосинтезувальних бактерій, які окиснюють сірководень (H₂S) до сірки (S), а за нестачі H₂S — сірку до сульфатної кислоти (H₂SO₄). Беруть участь у колообігу Сульфуру й очищенні водойм.

Одномембранна органела прісноводних одноклітинних (інфузорії, амеби), яка періодично скорочується й виводить назовні надлишок води, що надходить осмосом, а також частину продуктів обміну.

Тип бродіння, за якого піровиноградна кислота перетворюється на етанол і вуглекислий газ. Здійснюють дріжджі (факультативні анаероби) і клітини рослин за нестачі кисню. Використовується в хлібопеченні, виноробстві, пивоварінні та виробництві біоетанолу.

Напіврідке внутрішнє середовище хлоропласта, у якому розташовані ферменти темнової фази фотосинтезу (циклу Кальвіна), кільцева ДНК, рибосоми 70S, краплі ліпідів і зерна первинного крохмалю.

Друга фаза фотосинтезу (цикл Кальвіна), що відбувається в стромі хлоропласта. Світло безпосередньо не потрібне, але використовуються АТФ і НАДФ·Н, утворені у світловій фазі. Включає фіксацію CO₂, його відновлення до глюкози й регенерацію акцептора рибулозобісфосфату.

Розщеплення молекули води під дією світла за участю ферментів у світловій фазі фотосинтезу: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂. Електрони поповнюють хлорофіл, протони створюють градієнт для синтезу АТФ, а кисень виділяється в атмосферу.

Процес пластичного обміну, під час якого з вуглекислого газу й води за енергії світла синтезуються органічні речовини (глюкоза) і виділяється кисень. Відбувається в хлоропластах рослин, водоростей і на внутрішніх мембранах ціанобактерій.

Синтез АТФ з АДФ і фосфатної кислоти за рахунок енергії протонного градієнта, створеного під час світлової фази фотосинтезу. Протони виходять із тилакоїда в строму через АТФ-синтазу, і енергія їхнього руху забезпечує утворення АТФ.

Організми, які синтезують органічні речовини з CO₂, використовуючи енергію окиснення неорганічних сполук. До хемоавтотрофів належать хемосинтезувальні бактерії та археї.

Процес синтезу органічних речовин із вуглекислого газу за рахунок енергії, що вивільняється під час окиснення неорганічних сполук (NH₃, HNO₂, H₂S, S, Fe²⁺, H₂). Відкритий С. М. Виноградським 1887 року. Властивий лише прокаріотам.

Двомембранна пластида зеленої клітини рослин і водоростей, у якій відбувається фотосинтез. Містить строму, тилакоїди (зібрані в грани) і ламели. У мембранах тилакоїдів містяться пігменти — хлорофіли та каротиноїди.

Зелений пігмент, що поглинає червоне й синьо-фіолетове світло, а зелене відбиває. Міститься в мембранах тилакоїдів хлоропластів. Поглинувши квант світла, переходить у збуджений стан і віддає електрони в ланцюг переносників — так енергія світла перетворюється на хімічну.

Одна з двох ідентичних копій молекули ДНК з білками, утворених унаслідок реплікації. Дві сестринські хроматиди, з'єднані центромерою, складають одну хромосому.

Комплекс ДНК із білками, переважно гістонами, що утворює хромосоми. Розрізняють активний еухроматин (розпушений) і неактивний гетерохроматин (щільно упакований).

Пластиди, що містять жовті, оранжеві й червоні пігменти — каротиноїди. Забарвлюють пелюстки квітів, стиглі плоди (помідори, перець) і коренеплоди (морква). Здебільшого є кінцевим етапом розвитку пластид.

Велика одномембранна органела рослинної клітини, оточена тонопластом, що займає до 70-90 % об'єму зрілої клітини; заповнена клітинним соком, підтримує тургор, запасає воду й поживні речовини.

Циліндрична структура в складі клітинного центру, утворена з дев'яти триплетів мікротрубочок (формула 9 x 3 + 0); подвоюється перед поділом клітини.

Первинна перетяжка — ділянка хромосоми, яка з'єднує дві сестринські хроматиди. До неї під час поділу клітини прикріплюються нитки веретена поділу. За положенням центромери розрізняють метацентричні, субметацентричні та акроцентричні хромосоми.

Послідовність ферментативних реакцій темнової фази фотосинтезу, під час яких CO₂ фіксується (ферментом РуБіско) і відновлюється до глюкози за рахунок АТФ і НАДФ·Н. Названий на честь Мелвіна Кальвіна (Нобелівська премія 1961 р.). На 1 молекулу глюкози витрачається 6 CO₂, 18 АТФ і 12 НАДФ·Н.

Циклічна послідовність ферментативних реакцій у матриксі мітохондрії, у якій ацетил-КоА окиснюється до CO₂. За один оберт утворюються 1 АТФ, 3 НАД·Н і 1 ФАД·Н₂. Також називається циклом трикарбонових кислот або циклом лимонної кислоти. Відкритий Гансом Кребсом 1937 року.

Система білкових ниток у гіалоплазмі, що складається з мікротрубочок (тубулін), мікрофіламентів (актин) і проміжних філаментів; забезпечує форму клітини, транспорт органел, рух і поділ.

Щільна структура всередині ядра, яка не має мембрани. У ньому синтезується рибосомна РНК (рРНК) і збираються субодиниці рибосом. Під час поділу клітини ядерце зникає, а після поділу відновлюється.