A gombák és a növények sejtjeit sejtfal határolja és szilárdítja. A növények sejtfalának jellemző anyaga a cellulóz, a gombáké a kitin. A növényi sejtekben lehet zöld színtest is. Az állatok sejtjeinek nincs sejtfaluk és nincs bennük zöld színtest sem.

Valamennyi élőlény teste sejtekből áll. A legnagyobb csoportokat a sejtek felépítése, anyagcseréjük típusa és testszerveződésük alapján különítik el. A sejteknek két alapvető típusuk van, a prokarióta és az eukarióta sejt.

Az első mikroszkópokA képen látható kis szerkezet a mai értelemben véve nem mikroszkóp, mivel csak egyetlen lencséből áll. Antoni van Leeuwenhoek XVII. századi németalföldi posztókereskedő nagy szakértelemmel és máig utánozhatatlan eredménnyel csiszolta lencséit. Az egyetlen lencsével is pár százszoros nagyítást ért el. Ő látott először baktériumokat nagyító szerkezetével.Az első valódi mikroszkópokat Leeuwenhoek holland és angol kortársai alkották meg. Robert Hook angol tudós már olyan mikroszkóppal vizsgálódott, amely ugyanazon az elven működik, mint a mai mikroszkópok. Az élőlények széles körét vizsgálta. A parafából készül vékony metszeten megpillantotta a sejtfalakat. A sejtfalakkal körülvett kis cellákat ő nevezte el sejteknek.

A sejtekben található hártyák a biológiai membránok. Alapjuk kettős foszfolipid réteg, amelyhez fehérjék és más szerves vegyületek kapcsolódnak. A foszfolipid molekulák poláris részei a hártya felszínén helyezkednek el, és a poláris vízmolekulákkal képeznek másodlagos kötéseket. A zsírsavak apoláris szénhidrogénláncai a hártya belsejében vannak, ahol egymás között alakítanak ki kapcsolatokat. A hártyákhoz csatlakozó fehérjék egy része lazán kötődik a hártya felszínéhez. A fehérjék másik csoportja szorosabb kapcsolatot alakít ki a hártya más alkotórészeivel. A membránban a fehérjék sokféle feladatot elláthatnak. Többek között lehetnek enzimek vagy szabályozhatják az anyagfelvételi és anyagleadási folyamatokat.

A sejthártya elhatárolja a sejtet a környezetétől, de egyben össze is köti vele. A külső felszínen érzékelőfehérjék, receptorok vannak, amelyek érzékelik a sejtet érő hatásokat. A szabályozóvegyületek, a hormonok jelenlétét is receptorfehérjék érzékelik, ezért képes a sejt megváltoztatni az anyagcseréjét hormon hatására. Ugyancsak a külső felszínen találhatók olyan szénhidrátokkal kapcsolt fehérjék és foszfolipidek, amelyekkel a sejt saját magáról ad jelzéseket. Ilyenek például a vércsoportok anyagai. Fehérjék kapcsolják össze a sejteket egymással.

A sejtmagA sejtmagot a sejtplazmától kettős membrán határolja el. A hártyán fehérjékkel kibélelt nyílások, pórusok vannak, amelyek szabályozzák a sejtplazma és a sejtmag közötti anyagforgalmat. A sejtmag belsejét a sejtmagplazma tölti ki. Itt található a sejt örökítőanyagának, a DNS-nek a legnagyobb része, több mint 98%-a.

A citoszol és a sejtvázA sejt belső terét a sejtplazma alapállománya tölti ki. Legnagyobb része víz, amelyben ionok, kis szerves molekulák vannak oldva. A gömb alakú fehérjék szintén oldott formában, hidrátburokkal körülvéve találhatók. A fehérjék másik csoportjának molekulái egymással összekapcsolódva nagy térbeli hálózatot hoznak létre. Ez a sejtváz, amely megszabja a sejt alakját, támasztékot nyújt a sejtalkotóknak és részt vesz a sejten belüli mozgásokban.

A Golgi-készülékA durva felszínű endoplazmatikus hálózatból a fehérje a Golgi-készülékbe jut. Ez a sejtszervecske lapos, kerek membránzsákokból áll, amelyben a bejutó fehérjék szortírozása és csomagolása folyik. A fehérjék membránhólyagocskákba csomagolva válnak le a Golgi-készülékről. Vannak olyan hólyagocskák, amelyek összeolvadnak a sejthártyával és tartalmukat a külvilágba ürítik. Más hólyagocskák fehérjetartalmukkal együtt a sejtben maradnak.

A sejtmaghártya külső lemeze egy kiterjedt hártyarendszerrel, az endoplazmatikus hálózattal tart kapcsolatot. Két típusa van, a durva felszínű és a sima felszínű endoplazmatikus hálózat. A durva felszínű endoplazmatikus hálózat külső felszínéhez riboszómák kapcsolódnak. A riboszómák felszínén kapcsolódnak össze egymással az aminosavak. Riboszómák szabad állapotban a sejtplazmában és az endoplazmatikus hálózat felszínéhez kötve egyaránt előfordulnak. A durva felszínű endoplazmatikus hálózat riboszómáin készülő fehérjelánc a hálózat üregrendszerébe kerül.

A sima felszínű endoplazmatikus hálózat sokféle feladatot elláthat. Szerepe van a foszfolipidek szintézisében, és a májban részt vesz a mérgező anyagok semlegesítésében is.

A lizoszómák enzimeket tartalmaznak, amelyek lebontják az elöregedett sejtalkotókat és a sejt környezetéből felvett óriásmolekulákat. A növényi sejtekben a lizoszómák összeolvadnak és hatalmas sejtüregeket hoznak létre, amelyet vizes oldatok töltenek ki. A sejtüregekben gyakran kristályzárványok is megjelennek.Az állati egysejtűekben az endocitózissal keletkező hólyagokba lizoszómák olvadnak be, így keletkeznek az emésztő űregecskék.

A lepkék teljes átalakulásaA lepkék petéiből lárvák, a hernyók kelnek ki. A hernyók igazi evőgépek. Vékony kitines külső vázuk nagy mértékben tágul, de rendszeresen vedlenek is, miközben hatalmas mennyiségű szerves anyagot halmoznak fel raktározó típusú sejtjeikben. Amikor kellő érettségi állapotot érnek el, bebábozódnak. A báb belsejében a raktározó sejtek lizoszómái lebontják a sejteket és a bennük felhalmozott anyagokat is. Ezekből az anyagokból épül fel a kifejlett állat teste. A bábból a kifejlett lepke bújik elő. Az átalakulás folyamatát és a lizoszómák működését hormonok szabályozzák.

A mitokondriumA lebontó folyamatok legnagyobb része a mitokondriumokban megy végbe. A sejt erőműveinek is nevezik őket, mert bennük koncentrálódik a sejt ATP-termelése. A mitokondriumok száma a sejtek anyagcseréjének mértékétől függ. A zöld szemesostorosnak egyetlen mitokondriuma van, de egy májsejtben több ezer is lehet belőle. A mitokondriumot két hártya határolja. A belső hártya felülete sokkal nagyobb a külsőnél, és nagy redőket képez a sejtszervecske belsejében. A belső membrán belső terét plazmaállomány tölti ki.

A zöld színestA zöld színtestekben játszódik le a fotoszintézis. Felépítése sokban hasonlít a mitokondriumhoz. Két hártyája van, a belső felülete nagyobb a külsőnél, és belsejét plazmaállomány tölti ki. A belső membrán a mitokondriumokkal ellentétben nem redőket képez, hanem lapos membránzsákokat. A membránzsákokból álló egységek a gránumok, amelyekben a fotoszintézis színanyagai festenek zöldre. A zöld színtestek a növényi sejtekre jellemző sejtszervecskék.

A sejtek mozgásszervecskéi az ostorok és a csillók. Belső szerkezetük egyforma, csak alakjuk és számuk alapján teszünk köztük különbséget. A csillók rövidek és nagyon sok van belőlük, az ostorok hosszúak, számuk egy vagy néhány. A sejthártyával borított sejtszervecskék belsejében szabályosan elrendeződött fehérjecsövecskék találhatók. A fehérjecsövecskék ATP felhasználásával egymáshoz képest el tudnak mozdulni, ez eredményezi az ostor vagy a csilló mozgását.

Emberi hámsejtek vizsgálataAz állati típusú sejteket gyakran csak hosszú előkészítés után lehet vizsgálni. Az emberi szájüreget bélelő többrétegű hám felszínéről könnyen lesodródnak a sejtek. Mivel színtelenek, csak festési eljárást követően lehet őket megfigyelni

Növényi sejtek vizsgálataA növények sejtjei közül könnyen vizsgálhatók a bőrszöveti sejtek, mert szorosan kapcsolódnak egymáshoz és a szerv felületéről egy rétegben könnyen le lehet húzni. Figyeld meg a sejtek felépítését!

A növényi és állati típusú sejtek fénymikroszkópos képén a sejtmag, a sejtplazma, illetve ha van, a sejtfal és a színtestek látszanak. A sejt finomszerkezetének vizsgálata az elektronmikroszkóp felfedezése után vált lehetővé.

A földi életet a fotoszintézis tartja fenn, amely a zöld színtestekben történik. A napfény energiájának felhasználásával szén-dioxidból és vízből szerves anyag és oxigén keletkezik. A szerves anyagot az állatok és az emberek fogyasztják el. A légzést szintén a fotoszintézis melléktermékeként a légkörbe kerülő oxigén teszi lehetővé. A bioszféra oxigén- és szén-dioxid-egyensúlyát gyakorlatilag a növényzet tartja fenn. A növények zöld színtestei földi életünk fenntartásához nélkülözhetetlenek.

Az élesztőgombák mint „háziállatok"Az élesztőgombákat már sok ezer éve munkára fogta az emberiség, hogy az alkoholos erjedést a háztartásban és az iparban is hasznosítani tudja. Ezért olyan élesztőgombákat tenyésztettek ki, amelyek sejtlégzésre nem voltak képesek, csak erjesztésre. Ezeknek a sejteknek a vad élesztőkkel szemben nincs működőképes mitokondriumuk. Az élesztőgombák alkoholos erjedéssel nyernek energiát. Eközben a szőlőcukorból etil-alkoholt és szén-dioxidot állítanak elő. A sör és a bor előállításánál az alkohol előállítása a cél. A tészta kelesztésekor a sütőiparban a keletkező szén-dioxidot hasznosítják.

Az emberiség eredeteA mitokondriumokat csak az anyától örökli az utód. Megtermékenyítéskor a petesejtbe csak a hímivarsejt feji része jut be, amely csak a sejtmagot tartalmazza. A petesejt plazmájában vannak mitokondriumok. Tehát a zigóta mitokondriumai csak az anyától származnak. Mind a fiúk, mind a lányok sejtjeinek mitokondriumai anyjuktól származnak. A mitokondriumok DNS-ének vizsgálatával visszafelé követhetők az ősök anyai ágon. A vizsgálatok arra mutatnak, hogy az emberiség bölcsője Afrikában ringott. A férfi ősök vizsgálata az Y ivari kromoszóma alapján ugyanerre az eredményre vezetett.

A XX. század nagy találmánya az elektronmikroszkóp, amelyben fénysugarak helyett elektronsugár-nyaláb segítségével készítik a tárgyról a nagyított képet. A nagyítás sokkal nagyobb lehet, mint a fénymikroszkópoké: pár ezerszerestől egymilliószorosig terjedhet. Figyeld meg, milyen részletes ismereteket lehetett szerezni a sejtek felépítéséről az elektronmikroszkóp segítségével!

A mitokondrium és a zöld színtest saját DNS-t, RNS-t és riboszómát tartalmaz, ezért önálló fehérjeszintézisre és a sejttől független önálló osztódásra is képes. Mindkét sejtalkotó ősei valaha önálló prokarióta sejtek voltak, amelyek szimbiózisban léptek az eukarióta sejttel.