4 • Livet börjar med cellen Cellen är biologins grundenhet. Celler kan leva som självständiga organismer eller ingå i specialiserade vävnader i flercelliga individer. Cellbiologin uppstod på 1600-talet då man uppfann mikroskopet och för första gången kunde se celler. Cellerna själva har funnits i flera miljarder år. De uppstod efter att lipider började forma tunna hinnor, membran, som avgränsade små bubblor från det omgivande vattnet. Prokaryoter
Vissa prokaryoter har också gener utanför kromoso
Celler kan endast uppstå genom att existerande celler
men, i små DNAringar som kallas plasmider. Prokary
delar sig. Alla celler är alltså besläktade med varandra
ota celler innehåller också cytoplasma och ribosomer,
och har gett upphov till nya celler under cirka 3,8 miljar
på vilkas yta cellens egna proteiner byggs upp. På
der år, allt sedan livet på jorden startade. Det inns två
cellmembranets insida inns små veck där cellandningen
grundtyper av celler: prokaryoter och eukaryoter. De mest
sker. Hos prokaryoter som kan utföra fotosyntes (cya
kända cellerna är eukaryoterna som delas in i djurceller,
nobakterier) sker också den i membranvecken. Vissa
växtceller och svampceller. Prokaryoterna är bakterier och
prokaryoter kan utföra kemosyntes, det vill säga binda
arkéer. Eftersom alla celler har ett gemensamt ursprung
energi genom nedbrytning av kemiska ämnen. Runt
har de också gemensamma strukturer. Olikheterna har
cellmembranet har prokaryoterna en cellvägg, som hos
uppkommit gradvis under evolutionens gång.
bakterierna oftast består av murein. Vissa bakterier är
Prokaryoterna är de äldsta, minsta och enklast
dessutom täckta av en slemkapsel som skyddar dem mot
byggda cellerna. Prokaryoterna har inget avgränsat
till exempel människans immunsystem. Allra ytterst har
kärnmembran. En prokaryot, till exempel en bakterie,
bakterier ofta hår, med vilka de fäster sig vid underlaget
är en encellig självständig organism med bara en enda
och en lagell, en liten svans som de använder för att
ringformad kromosom i cytoplasman
röra sig med.
4A Också stora djur består av små celler.
PLASMID En liten DNA-ring i cytoplasman hos bakterie- och jästceller. Den delar sig själv och innehåller några gener, som inte är nödvändiga för organismen. MUREIN Består av kolhydrater och aminosyror. Det viktigaste materialet för bakteriernas cellmembran.
28
I vecken i membranet sker fotosyntes och cellandning.
Kromosomen är ringformad och ligger oskyddad i cytoplasman. I den inns generna.
Kapseln är ett skydd mot omgivningen. Cellväggen är en styv yttervägg utanför cellmembranet som skyddar cellen.
Ribosomen är en organell. På dess yta sker produktionen av proteiner.
Cellmembranet reglerar cellens inre och yttre vätskebalans.
Flagellen är bakteriens rörelseorgan. Håren hjälper bakterierna att fästa sig vid underlaget.
Plasmiden innehåller några gener.
Cytoplasman är vatten och ämnen som löst sig i det. Största delen av cellens innehåll är cytoplasma.
4B Prokaryot
Prokaryoter kan vi bara se i mikroskop och för att
Eukaryoter
kunna studera det som inns inne i deras celler behöver
Eukaryoterna är betydligt större än prokaryoterna. Euka
vi ett elektronmikroskop. För att se bakteriers form och
ryoter är ofta men inte alltid lercelliga. Storleken varie
till exempel identiiera hälsovådliga bakterier räcker
rar mycket, beroende på hur de lever. Många encelliga
det med att färga dem och betrakta dem under ett
urorganismer, som amöbor och tofeldjur, är eukaryota.
ljusmikroskop
Gulan i ett strutsägg är en enda jättelik cell och nerv cellerna som går från människans ryggmärg ända ut i armar och ben är enormt långa. Trots sin längd har
ELEKTRONMIKROSKOP Ett elektronmikroskop innehåller en elektronkanon. Den accelererar en elektronstråle som fokuseras genom en elektromagnetisk kondensorlins så att en tunn stråle elektroner träfar provet som skall undersökas. På så sätt får man en mycket noggrannare bild av objektet än med ett ljusmikroskop. Med elektronmikroskop kan ett objekt förstoras lera miljoner gånger.
4C Jämförelse av olika celltyper
nervcellernas utskott en liten volym.
Eukaryot
Prokaryot Växtcell
Storlek
cirka 110 µm
Cellväggens material
murein
cellulosa
Arvsmassans placering
kromosom, plasmid
cellkärna, kloroplast, mitokondrie
Organeller
få
Djurcell
Svampcell
cirka 10100 µm
kitin
Cellkärna, mitokondrie
Cellkärna (1/lera)
många
29
Cellkärnan innehåller nukleoplasma och kromosomer som styr cellens funktioner. Cellkärnan skyddas av kärnhöljet eller kärnmembranet. I höljet inns det porer, genom vilka ämnen transporteras in i och ut ur kärnan.
Cellväggen är en styv yttervägg utanför cellmembranet. Den består huvudsakligen av cellulosa.
Cytoplasman består till största delen av vatten och ämnen lösta i vattnet.
Ribosomen är en organell. Proteinerna produceras på dess yta.
I kloroplasten sker fotosyntesen.
Vakuolen eller cellsaftrummet lagrar upplösta ämnen och vatten samt bidrar till att upprätthålla vätsketrycket i cellen. Mitokondrien deltar i cellandningen och frigör energi som cellen kan använda. Antalet mitokondrier varierar beroende på vilken uppgift och hur stort energibehov cellen har.
Diktyosomen är en organell som inns i växtceller. Den paketerar proteiner som cellen bildat i små membranpåsar och förser dem med kolhydrater.
Cellmembranet är en halvgenomsläpplig hinna av lipider och proteiner som styr hur ämnen transporteras in i och ut ur cellen.
Mikrotuber upprätthåller cellens form och styr organellernas rörelser vid till exempelvis celldelning och transporter i cellen.
4D Växtcell
Eftersom cellerna snabbt måste kunna utbyta äm
men av olika material. Växternas cellvägg består av cellu
nen med sin omgivning kan de inte växa sig för stora.
losa, svamparnas till stor del av kitin och många proka
Cellernas storlek ökar alltså inte i förhållande till orga
ryoters cellvägg av murein. Under cellväggen har alla tre
nismens storlek. Alla celler lever inte heller lika länge.
grupper ett halvgenomsläppligt membran som består av
Till exempel cellerna i människans slemhinnor delar sig
lipider och proteiner.
snabbt, medan muskelcellerna inte längre delar sig efter att kroppen slutat växa. Under livets historia började djurcellerna utvecklas senare än växtcellerna. Det är möjligt att växter och svampar utvecklade det samarbete som kallas för svamprot eller mykorrhiza redan innan växterna lyttade upp på land. Det här har vi dock inga bevis för. Både växtceller, svampceller och prokaryoter har cellväggar, 30
MYKORRHIZA Mykorrhiza är ett nätverk av växtrötter och svampmycel. Svampen gör det lättare för växten att ta upp vatten och näringsämnen och får socker från växtens fotosyntes som betalning.
Cytoplasman består till största delen av vatten och ämnen lösta i vattnet.
Cellkärnan innehåller nukleoplasma och kromosomer som styr cellens funktioner. Cellkärnan skyddas av kärnhöljet. I höljet inns det porer, genom vilka ämnen transporteras in i och ut ur kärnan.
Cellmembranet är en halv genomsläpplig hinna av lipider och proteiner som transporten av ämnen in i och ut ur cellen.
Centriolerna liknar små rör. När cellen ska dela sig utvecklar de en kärnspole, tunna trådar som styr kromosomerna till de nya cellerna. Centriolerna har också till uppgift att bilda cilier.
Endoplasmatiska nätverket består av membran och omger cellkärnan. I nätverkets veck inns ribosomerna på vilka proteinerna byggs upp.
Golgiapparaten är ett organ typiskt för djurceller. Det motsvarar växtcellernas diktyosom och paketererar också proteiner, förser dem med kolhydrater och transporterar ut dem ut ur cellen. Lysosomen är en blåsa som innehåller enzymer. Enzymerna används till att bryta ner ämnen som är skadliga för cellen, men de bryter också ner gamla skadade celler.
Mikrotuber upprätthåller cellens form och styr organellernas rörelser vid celldelning och transporter i cellen.
Mitokondrierna deltar i celland ningen och frigör energi som cellen kan använda. Antalet mitokondrier varierar beroende på cellens uppgifter och energibehov.
4E Djurcell
En eukaryot cell har många stora organeller och är
styr traiken av lösta ämnen i cellen och ser till att vattnet
mycket större än en prokaryot cell. Den största skillna
rinner i rätt riktning. Cellkärnan får de ämnen den behö
den mellan eukaryoten och prokaryoten ligger ändå i
ver via porerna i kärnhöljet. Genom samma öppningar
arvsmassan. I en eukaryot cell är kromosomerna in
förlyttar sig också RNA (ribonukleinsyra) som överför
stängda i kärnhöljet och cellen har lera kromosomer.
informationen från DNA i kärnan till ribosomerna. I
Svampar kan ha lera cellkärnor med kromosomerna
mikroskop ser ribosomerna ut som små runda korn på
fördelade mellan kärnorna. Varje art har ett speciikt
det endoplasmatiska nätverket.
antal kromosomer. Alla ämnen som rör sig cellen, från cytoplasman till cellkärnan och tillbaka är lösta i vatten. Ämnen som ska skickas ut ur cellen packas ofta in i små blåsor och transporteras till cellmembranet. Där smälter blåsan och frigör sitt innehåll. Det endoplasmatiska nätverket 31
Golgiapparaten är ett organ som innehåller små blåsor. I dem paketeras proteiner som fästs vid kolhydrater och transporteras sedan ut ur cellen.
Aktintrådarna är tunna proteintrådar med liknande funktioner som mikrotuberna.
Cytoplasman består till största delen av vatten och lösta proteiner och salter.
Mitokondrien deltar i cellandningen och frigör energi som cellen kan använda. Mitokondriernas antal varierar beroende på cellens uppgift och energibehov.
Endoplasmatiska nätverket omger cellkärnan. Det innehåller vätska och ribosomer.
Cellkärnan innehåller nukleoplasma och i den inns kromosomer som styr cellens funktioner. Cellkärnan skyddas av kärnhöljet. I höljet inns det porer, genom vilka ämnen transporteras in i och ut ur cytoplasman. Vakuolen eller cellsaftrummet lagrar upplösta ämnen och vatten samt bidrar till att upprätthålla vätsketrycket i cellen.
Cellväggen är en styv och stark yttervägg utanför cellmembranet.
Cellmembranet är en halvgenomsläpplig hinna av lipider och proteiner som reglerar transporten av ämnen in i och ut ur cellen.
4F Svampcell
Eukaryota celler har cellskelett av proteintrådar och
Kloroplaster inns i eukaryota celler med fotosyntes. De viktigaste av dem är växtcellerna. Kloroplasterna
rör som lätt ändrar form. De stöder cellen och under
binder solenergi i socker, glukos. Mitokondrier inns i
lättar celldelningen och transporten av ämnen inne i
växt, djur och svampceller. I dem sker cellandningen
cellen. Svampceller innehåller bland annat aktintrådar
som frigör energi som cellen kan använda. Ju större en
som lätt drar ihop sig. Likadana aktintrådar inns också
ergibehov cellen har, desto lera mitokondrier innehåller
i människans muskler. Utan dem och "systerproteinet"
den. Exemplevis levercellerna har många mitokondrier.
myosin skulle vi inte kunna kontrollera våra viljestyrda
I växt och svampceller kan ämnen för längre eller
muskler.
kortare tid lagras i vakuoler. I en gammal växtcell fyller vakuolen upp största delen av cellen. Djurceller saknar väggar och har därför lättare att transportera ämnen ut och in. Därför behöver de inte vakuoler. 4G Olika celler 1m
0,1 m
1 cm
1mm
100 µm
10 µm
människoögat
ljusmikroskop
Människa 32
Vissa nerv och muskelceller
Hönsägg
Grodans äggcell
Växt och djurceller
Cellkärna
Bakterier
nervvävnad
bindvävnad
ledningsvävnad
epitelvävnad
grundvävnad muskelvävnad
ytvävnad (epidermis)
benvävnad
4H Växtvävnader
4I Djurvävnader
Likadana celler bildar vävnader
som är specialiserade på att utsöndra till exempel kåda
I lercelliga organismer bildar celler som har samma
eller mjölksaft.
uppgift vävnader. Växter har tillväxt, grund, yt, led
Djurens vanligaste vävnadstyper är yt eller epitelväv
nings och stödjevävnad. Tillväxtvävnad inns till exem
nad som inns på kroppens ytor, exempelvis huden, runt
pel i den yttersta ändan av ett skott eller en rot, därifrån
olika organ och på tarmarnas insida. Djur har också
växten växer uppåt eller nedåt. Via ledningsvävnaden
många olika slags stödjevävnader, bland annat bind och
transporterar växten vatten och näring från rötterna till
broskvävnad, fettvävnad och benvävnad. Också blodet
bladen medan sockret som producerats i fotosyntesen
kan betraktas som en lytande vävnad. Muskelvävnader
transporteras i motsatt riktning. Växter har mycket
na indelas i viljestyrd tvärstrimmig muskelvävnad, glatt
grundvävnad i stammar och blad, det vill säga det som
muskelvävnad och hjärtmuskelvävnad. Nervvävnaden
det mesta av växten består av. Vissa växter har vävnader
består av nervceller.
1 µm
100 nm
10 nm
1 nm
0.1 nm
elektronmikroskop
Mitokondrier
De allra minsta bakterierna
Virus
Ribosomer
Proteiner
Lipider
Små molekyler
Atomer 33
Uppgifter 1. Vad är skillnaden mellan prokaryota och eukaryota celler? 2. Fyll i tabellen. Organeller som bara inns i växtceller
Organeller som inns i både växt och djurceller
Organeller som inns bara i djurceller
Organeller som inns bara i svampceller
3. Identiiera vävnadstypen.
a.
b.
2.
4. På den schematiska bilden av en djurcell är
3.
olika delar av cellen markerade med sifror. Ge namnen på de siferförsedda cellorganellerna eller strukturerna, och beskriv kort (på ett par
d.
c.
1.
rader) något skeende som hänger samman med
4.
cellorganellen i fråga. (Studentexamen våren 2011).
5. Cellmodellering. Börja göra en modell av en cell (se exemplet i kapitel 2). Använd de material som inns till hands. Komplettera modellen efter hand som kursen går framåt.
34
6.
5.
2
6. Undersök celler
1. objektbord
i mikroskop. Be kanta dig först med mikroskopets olika delar och ta reda på hur det fungerar
2. okular
Dessutom behöver du:
9
• ett preparat att
3. objektiv 4
4. objektivrevolver 6. dimmer 7. objektglashållare
7
1 6
8
8. grovjustering 9. injustering
undersöka
3
5. ljuskälla
5
• mikroskop • objekt och täckglas • pipett • pincett
Framställ ett
Undersök en djurcell
Studera vattenpestens
lökpreparat
i mikroskop
cytoplasma
a. Klyv en lök med kniv.
a. Skrapa försiktigt på
a. Ta ett blad nära toppen av
b. Avlägsna ett av de innersta bladen med pincett. c. Använd pincetten och lösgör den yttersta genomskinliga tunna ytvävnaden. Lägg den på objektglaset. d. Droppa en liten vattendroppe och en droppe metylenblått på ett objektglas. Lägg täckglaset ovanpå. e. Studera glaset i mikroskopet. Börja med grovjusteringen. Öka förstoringen efter hand. Jämför det du ser med den tecknade bilden av en växtcell.
insidan av kinden med exempelvis den trubbiga ändan av en tändsticka. b. Skrapa av cellerna från kinden på ett objektglas, droppa över vatten och lite metylenblått. c. Lägg på täckglaset. d. Studera objektet i
vattenpesten. b. Droppa några droppar vatten på objektglaset och lägg vattenpestbladet i vattnet med översidan uppåt. c. Lägg försiktigt på täckglaset. d. Studera objektet i mikroskop. Titta på det så länge att du kan se
mikroskopet och jämför
hur cytoplasman rör sig i
det du ser med den
cellerna närmast bladets
tecknade bilden av
mittnerv. Titta också på
djurcellen på bilden från
kloroplasterna, vilken form
studentexamensuppgiften
de har och hur stora de är.
ovan. (2011).
Sammanfattning • Prokaryota celler är mycket små och har få organeller. • Eukaryota celler är huvudsakligen växt-, djur- och svampceller. De har många organeller. • Växtcellernas cellväggar består av cellulosa och svampcellernas av kitin. Djurceller har inga cellväggar. • I flercelliga organismer – både växter och djur – bildar de celler som har samma uppgift vävnader. • Cellen är livets grundenhet. 35
