Строение клетки и её деление

Ядро имеет сложный состав и строение Без ядра клетка не может расти, делиться и через некоторое время погибает Цитоплазма и ядро важнейшие части клетки В цитоплазме расположены пластиды зернистые образования различной формы. Биология клетки общих чертах известна каждому из школьной программы Предлагаем вам вспомнить изученное когдато, а также открыть для себя чтото новое о ней Название клетка было предложено еще 1665 году англичанином Р Гуком Однако лишь 19 веке ее начали изучать систематически Ученых заинтересовала, среди прочего, и роль клетки организме Они могут быть составе множества различных органов и организмов икринок, бактерий, нервов, эритроцитов или же быть самостоятельными организмами простейшими Несмотря на все их многообразие, функциях и строении их обнаруживается много общего. Ядерный сок это внутреннее содержимое ядра Он заполняет пространство, находящееся между его структурами Обязательно ядре присутствуют ядрышки одно или несколько В них образуются рибосомы Имеется прямая связь между размером ядрышек и активностью клетки ядрышки тем крупнее, чем активнее происходит биосинтез белка и, напротив, клетках с ограниченным синтезом они или вовсе отсутствуют, или невелики. Вопрос о том, где клетке образуются рибосомы, до сих пор не решен, но сейчас уже довольно убедительно показано, что основным местом формирования рибосом служит ядрышко и образованные нем рибосомы поступают из ядра цитоплазму.

строение клетки и её деление

Митохондрии Митохондрии греч митос нить, хондрион гранула это обязательный органоид каждой клетки всех многоклеточных и одноклеточных организмов В разных клетках размеры и форма митохондрий чрезвычайно сильно варьируют По форме митохондрии могут быть округлыми, овальными, палочковидными, нитевидными или сильно разветвленными тельцами, которые обычно хорошо видны световой микроскоп Форма митохондрий может варьировать не только клетках разных организмов, разных органов и тканей одного и того же организма, но и одной и той же клетке разные моменты ее жизнедеятельности Митохондрии меняют свою форму и при разнообразных воздействиях на клетку Размеры митохондрий большинстве исследованных клеток так же варьируют, как и их форма Число митохондрий находится соответствии с функциональной активностью клетки Установлено, например, что клетках грудной мышцы хорошо летающих птиц митохондрий значительно больше, чем клетках этой же мышцы у птиц нелетающих.

строение клетки и её деление

Внутреннее пространство митохондрии, котором располагаются кристы, также заполнено гомогенным веществом, носящим название матрикса Вещество матрикса более плотной консистенции, чем окружающая митохондрию цитоплазма В последнее время матриксе митохондрий были обнаружены рибосомы Число крист неодинаково митохондриях различных клеток Так, клетке сердечной мышцы, скелетной мышцы, эпителия почки количество крист обычно большое, и они плотно располагаются по отношению друг к другу Детали строения митохондрий, и особенно число, форма и расположение крист, могут варьировать, но основной план их строения остается одинаковым разнообразных клетках тканей и органов самых различных организмов. Окраска хлоропластов зависит не только от хлорофилла, них могут содержаться и другие пигменты, например каротин и каротиноиды, окрашенные разные цвета от желтого до красного и коричневого, а также фикобилины К последним относится фикоцианин и фикоэритрин красных и синезеленых водорослей. При делении клеток часть аппарата Гольджи из материнской клетки передается дочернюю Этот клеточный органоид представляет поэтому преемственную структуру, и при делении обычно материал его распределяется поровну между материнской и дочерней клетками Возможность образования аппарата Гольджи заново не доказана.

Лизосомы представляют собой небольшие округлые частицы, располагающиеся цитоплазме Каждая лизосома ограничена плотной мембраной, внутри которой заключено свыше 12 гидролитических ферментов, имеющих наибольшую активность кислой среде Мембрана лизосомы имеет типичное трехслойное строение Ферменты, содержащиеся лизосомах, способны расщеплять важные биологическом отношении соединения, белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды Эти вещества поступают клетку качестве пищи путем фагоцитоза и пиноцитоза, и лизосомы принимают активное участие их расщеплении, или лизисе Отсюда происходит и название самого органоида греч lysis растворение и soma тело Совокупность лизосом можно назвать пищеварительной системой клетки, так как они участвуют переваривании всех веществ, поступающих клетку. Оболочка Она осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними клетками многоклеточных организмах. Клеточная организация явилась результатом длительной эволюции, которой предшествовали неклеточные доклеточные формы жизни Фиксированные и окрашенные препараты перед изучением заключают среду с высоким коэффициентом преломления глицерин, канадский бальзам и др Благодаря этому они становятся прозрачными, что облегчает исследование препарата. Разработан ряд тонких методов, позволяющих изучать проникновение разных веществ клетку из окружающей среды.

Основу его составляют белки, которые находятся состоянии коллоидного раствора Белки это сложные органические вещества, обладающие крупными молекулами молекулярный вес их очень высок, измеряется десятками тысяч по отношению к атому водорода и большой химической подвижностью Кроме белков, цитоплазме присутствуют и многие другие органические соединения углеводы, жиры, среди которых особенно большое значение жизни клетки играют сложные органические вещества нуклеиновые кислоты Из неорганических составных частей цитоплазмы следует прежде всего назвать воду, которая по весу составляет значительно больше половины всех веществ, входящих состав клетки Вода важна как растворитель, так как реакции обмена веществ протекают жидкой среде Кроме того, клетке присутствуют ионы солей Са2, К, Na, Fe2, Fe3. Эндоплазматическая сеть связывает между собой основные органоиды клетки. Высвобождающаяся ходе реакций окисления энергия запасается бактериями. В цитоплазме, кроме митохондрий, имеется сложная система мембран, образующая совокупности эндоплазматическую сеть рис. Часть цитоплазматических мембран лишена рибосом и образует особую систему, называемую аппаратом Гольджи. В цитоплазме животных клеток обычно по соседству с ядром располагается центросома Этот органоид имеет постоянную структуру Он слагается из девяти ультрамикроскопических палочковидных образований, заключенных особо дифференцированную уплотненную цитоплазму Центросома органоид, связанный с делением клетки.

Рис 16 Схема строения клетки, по современным данным, с учетом электронномикроскопических исследований. В специализированных клетках, таких, как мышечные клетки, имеются особые сократимые волоконца, связанные с сократительной функцией этих клеток Ряд специальных органоидов и включений имеется растительных клетках В зеленых частях растений всегда присутствуют хлоропласты белковые тела, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, при участии которого осуществляется фотосинтез процесс воздушного питания растения В качестве резервного вещества здесь обычно находятся крахмальные зерна, отсутствующие у животных В отличие от животных, растительные клетки обладают, кроме наружной мембраны, прочными о о57 лочками из клетчатк и, что обусловливает особую прочность растительных тканей.

Для длительной работы каждой клетке необходимо восстановление изнашиваемых структур, как и ликвидация повреждений клетки, вызванных внешними воздействиями Восстановительные процессы, характерные для всех клеток, связаны с изменениями проницаемости плазматической мембраны и сопровождаются усилением внутриклеточных синтезов, первую очередь синтеза белка Во многих тканях стимуляция восстановительных процессов приводит к репродукции генетического аппарата и делению клетки это свойственно, например покровам или кроветворной системе Процессы внутриклеточного обновления этих тканях выражены слабо, их клетки живут сравнительно недолго например, клетки кишечного покрова млекопитающих всего несколько суток Максимальной выраженности внутриклеточные восстановительные процессы достигают неделящихся или слабоделящихся клеточных популяциях, например нервных клетках Показателем совершенства процессов внутреннего обновления клетки является длительность их жизни для многих нервных клеток она совпадает с продолжительностью жизни всего организма. Ультрамикроскопическая пленка, состоящая из двух мономолекулярных слоев белка и расположенного между ними бимолекулярного слоя лнпидов Цельность липидного слоя может прерываться белковыми молекулами порами. Цитология наука о клетке Наука о клетке называется цитологией греч цитос клетка, логос наука Предмет цитологии клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов.

Изучение химического состава клеток показывает, что живых организмах нет никаких особых химических элементов, свойственных только им именно этом проявляется единство химического состава живой. Тело каждого многоклеточного животного и растения слагается из клеток, различных по внешнему виду, что связано с их функциями Так, у животных сразу можно отличить нервную клетку от мышечной или эпителиальной клетки эпителий покровная ткань У растений неодинаково строение клетки листа, стебля и Столь же изменчивы и размеры клеток Самые мелкие из них некоторые бактерии не превышают 0, 5 мкм Величина клеток многоклеточных организмов колеблется от нескольких микрометров диаметр лейкоцитов человека 3 4 мкм, диаметр эритроцитов 8 мкм до огромных размеров отростки одной нервной клетки человека имеют длину более 1 У большинства клеток растений и животных величина их диаметра колеблется от 10 до 100 мкм Несмотря на разнообразие строения форм и размеров, все живые клетки любого организма сходны по многим признакам внутреннего строения Клетка сложная целостная физиологическая система, которой осуществляются все основные процессы жизнедеятельности обмен веществ и энергии, раздражимость, рост и самовоспроизведение. Основные общие компоненты клетки наружная мембрана, цитоплазма и ядро Клетка может жить и нормально функционировать лишь при наличии всех этих компонентов, которые тесно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.

Рис 3 Схема строения митохондрии 1 наружная оболочка 2 внутренняя оболочка, 3 гребни оболочки, направленные внутрь митохондрии. Ядро рис 2, 1, как и цитоплазма с наружной мембраной, обязательный компонент подавляющего большинства клеток Лишь у некоторых бактерий, при рассмотрении строения их клеток, не удалось выявить структурно оформленного ядра, но их клетках обнаружены все химические вещества, присущие ядрам других организмов Нет ядер некоторых специализированных клетках, потерявших способность делиться эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки флоэмы растения С другой стороны, существуют многоядерные клетки Ядро играет очень важную роль синтезе белковферментов, передаче наследственной информации из поколения поколение, процессах индивидуального развития организма. Хлоропласты рис 4 представляют собой фабрику первичного синтеза органических веществ из неорганических за счет солнечной энергии Это небольшие тельца довольно разнообразной формы, всегда зеленого цвета благодаря присутствию хлорофилла Строение хлоропластов клетке имеют внутреннюю структуру, которая обеспечивает максимальное развитие свободных поверхностей Эти поверхности создаются многочисленными тонкими пластинками, скопления которых находятся внутри хлоропласта С поверхности хлоропласт, как и другие структурные элементы цитоплазмы, покрыт двойной мембраной Каждая из них свою очередь трехслойна, как и наружная мембрана клетки.

Клеточная мембрана должна обеспечивать отграничение содержимого клетки от окружающей среды для поддержания необходимой концентрации веществ внутри клетки, то же время она должна быть проницаемой для постоянного обмена веществ между клеткой и средой рис 1 2 Мембраны также ограничивают внутренние структуры клетки органоиды органеллы от цитоплазмы Однако это не просто разделительные барьеры Клеточные мембраны сами по себе являются важнейшим органом клетки, обеспечивающим не только ее структуру, по и многие функции Помимо разделения клеток между собой и отграничения от внешней среды мембраны объединяют клетки ткани, регулируют обмен между клеткой и внешней средой, сами являются местом протекания многих биохимических реакций, служат передатчиками информации между клетками. Переваривание питательных веществ Защитная функция Автолиз саморастворение органелл и самой клетки условиях пищевого или кислородного голодания. Если Вы заметили ошибку тексте выделите слово и нажмите Shift. Все эти вещества накапливаются цитоплазме клетки виде капель и зёрен различной величины и формы Они периодически синтезируются клетке и используются процессе обмена веществ. В половых клетках каждая из хромосом одинарном числе Такой набор называется гаплоидным и обозначается. Живая клетка представляет собой открытую систему, поскольку между клеткой и окружающей средой постоянно происходит обмен веществ и энергии.

Углеводы имеют важное значение и обмене веществ центральной нервной системы При резком снижении количества сахара крови отмечаются расстройства деятельности нервной системы Наступают судороги, бред, потеря сознания, изменение деятельности сердца. Однако буквально все от ученых до простой публики сознают, что выращивание человека на запчасти порождает немало вопросов этического плана Уже сейчас мировое сообщество располагает документами, согласно которым подобное не должно быть позволено Конвенция о правах человека устанавливает принцип Интересы и благо человеческого существа должны иметь приоритет над односторонне рассматриваемыми интересами общества и развития науки. Клетка это самостоятельное живое существо Она питается, двигается поисках пищи, выбирает, куда идти и чем питаться, защищается и не пускает внутрь из окружающей среды неподходящие вещества и существа Всеми этими способностями обладают одноклеточные организмы, например, амёбы Клетки, входящие состав организма, специализированы и не обладают некоторыми возможностями свободных клеток. Если поместить под микроскоп тонкие срезы органов человеческого тела сердца, кожи, печени, крови или мышц, то мы увидим множество разнообразных по форме и размерам клеток, из которых состоят органы Клетки могут быть плоскими веретенообразными шаровидными иметь отростки Как правило, их форма зависит от выполняемой функции и положения организме.

К ним относятся комплекс Гольджи митохондрии рибосомы эндоплазматическая сеть клеточный центр и лизосомы. Комплекс Гольджи представляет собой единый комплекс густо сплетённых трубочек Сюда по каналам эндоплазматической сети поступают органические вещества Здесь они накапливаются, упаковываются пузырьки и таком виде покидают клетку. Белки занимают клетке первое место среди органических веществ Это очень сложные соединения Например, к белкам относится гемоглобин, он переносит по нашей крови кислород и придаёт ей красный цвет. Функции клеточных органоидов митохондрии окисляют органические соединения и аккумулируют химическую энергию эндоплазматическая сеть благодаря наличию специальных ферментов синтезирует жиры и углеводы, ее каналы способствуют транспорту веществ внутри клетки рибосомы синтезируют белок комплекс Гольджи концентрирует белок, уплотняет синтезированные жиры, полисахариды, образует лизосомы и готовит вещества к выведению их из клетки или непосредственному использованию внутри нее лизосомы расщепляют углеводы, белки, нуклеиновые кислоты и жиры, по сути, переваривая поступающие клетку питательные вещества клеточный центр участвует процессе деления клетки вакуоли, благодаря содержанию клеточного сока, поддерживают тургор клетки внутреннее давление.

В настоящее время принята так называемая жидкостномозаичная модель клеточной мембраны Липиды, содержащиеся мембране, это основном фосфолипиды животных клетках содержится также большое количество холестерола Молекулы липидов расположены два слоя таким образом, что их неполярные водоотталкиваю щие концы находятся глубине мембраны, а полярные водорастворимые концы обращены к внутренней и внешней водной среде В мембрану вкраплены различные белковые молекулы Некоторые из них находятся на внешней или на внутренней поверхности липидной части мембраны другие пронизывают всю толщу мембраны насквозь Эту модель мембраны называют жидкостномозаичной, поскольку она предполагает, что мембране имеется много различных белков образующих своего рода мозаику и что многие из них не остаются на месте, а как бы плавают жидких липидных слоя мембраны рис 2 К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности клетки, присоединены сахара такие белки называют гликопротеинами от греч гликис сладкий. Не обладая способностью насасывать или откачивать воду непосредствен но, клетки регулируют приток и отток воды, изменяя концентрацию находя щихся них растворенных веществ Чтобы поглотить больше воды, клетка поглощает больше ионов различных солей, молекул глюкозы или других рас творимых соединений В результате клетке повышается концентрация рас творенных частиц Вода по законам осмоса начинает поступать клетку, стре мясь к выравниванию своей собственной концентрации по обе стороны мембраны.

Рис 6 А Эндоплазматический ретикулум клетки поджелудочной железы мыши Б Та же клетка при большем увеличении и прикрепленные к ней многочисленные рибосомы. Клетки всех организмов имеют единый план строения котором четко проявляется общность всех процессов жизнедеятельности Каждая клетка включает свой состав две неразрывно связанные части цитоплазму и ядро Как цитоплазма так и ядро характеризуются сложностью и строгой упорядоченностью строения и свою очередь состав их входит множество разнообразных структурных единиц выполняющих совершенно определенные функции. Разработан ряд тонких методов позволяющих изучать проникновение разных веществ клетку из окружающей среды. На рис 15 и рис 16 сопоставлена схема строения клетки как она представлялась двадцатых годах этого столетия и как она представляется настоящее время. Снаружи клетка отграничена от окружающей среды тонкой клеточной мембраной которая играет важную роль регуляции поступления веществ цитоплазму Основное вещество цитоплазмы имеет сложный химический состав. В первой стадии митоза называемой профазой ядре становятся отчетливо видимыми хромосомы форме нитей. На следующей стадии митоза метафазе оболочка ядра разрушается ядрышки растворяются и хромосомы оказываются лежащими цитоплазме. Рассеяный склероз очень серьезное заболевание аутоиммунный демиелинизируюший процесс, то есть состояние, при котором иммунная система, призванная чтобы Вас защищать, вдруг начинает разрушать собственные нервные клетки.

Сперматозоид, или спермий, зрелая мужская половая клетка животных и многих растений Основная функция сперматозоида оплодотворение яйца, перенос генетического материала отцовского организма женскую половую клетку. Действие повреждающих факторов на клетки осуществляется прямо первичные факторы повреждения или опосредованно В последнем случае речь идет о формировании цепи вторичных реакций, реализующих повреждающее влияние. Живые организмы разделили на царства Растений, Грибов, Животных и Простейших одноклеточных, и царство бактерий, которую входили все прокариоты Но когда изучали бактерий, оказалось, что они также делятся на две сильно отличающиеся группы. Внутренняя полужидкая субстанция, основа клеточной среды, образована мелкозернистой структурой Содержит ядро и набор органоидов. Каталитическая На поверхности мембран располагаются многочисленные ферменты, катализирующие биохимические реакции. Митохондрии называют полуавтономными органоидами Это означает, что они зависят от клетки, но то же время сохраняют некоторую самостоятельность Так, например, митохондрии сами синтезируют собственные белки, том числе и ферменты своих ферментных комплексов Кроме того, митохондрии могут размножаться путем деления независимо от деления клетки 2 Пластиды.

Реснички и жгутики органоиды движения Главная функция передвижение клеток или перемещение вдоль клеток окружающей их жидкости или частиц В многоклеточном организме реснички характерны для эпителия дыхательных путей, маточных труб, а жгутики для сперматозоидов Реснички и жгутики отличаются только размерами жгутики более длинные В их основе микротрубочки, расположенные по системе 9 2 2 Это значит, что 9 двойных микротрубочек дуплетов образуют стенку цилиндра, центре которого располагаются 2 одиночные микротрубочки Опорой ресничек и жгутиков являются базальные тельца Базальное тельце имееет цилиндрическую форму, образовано 9 тройками триплетами микротрубочек, центре базального тельца микротрубочек. Ядрышко округлое, плотное тельце внутри ядра, мембраной не огранечено Представляет собой скопление органических молекул и формирующихся субъединиц рибосом. В соматических клетках все хромосомы парные, поэтому хромосомные наборы называются диплоидными 2n Хромосомы одной пары называются гомологичными Они одинаковы по форме, размерам, набору генов Одна из гомологичных хромосом является материнской, а другая отцовской. По способу питания растения являются фотоавтотрофами, а животные гетеротрофами.

В 19 веке были созданы микроскопы с увеличением 1200 раз, с хорошим, четким изображением без искажения Были открыты протоплазма и ядро Знания накапливались, совершенствовалась техника микроскопирования Опираясь на имеющиеся данные и собственные исследования немецкий ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн 1839 году почти одновременно, независимо друг от друга, пришли к выводу, что клетка является элементарной единицей строения всех растительных и животных организмов М Шлейден и Т Шванн сформулировали основные положения клеточной теории, которая впоследствии развивалась многими учеными Ошибки Шлейдена и Шванна заключались следующем. Клетка элементарная часть организма, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизводству и развитию Клетка основа строения и жизнедеятельности всех живых организмов и растений Клетки могут существовать как самостоятельные организмы, так и составе многоклеточных организмов клетки ткани Термин Клетка предложен английским микроскопистом Р Гуком 1665 Клетка предмет изучения особого раздела биологии цитологии Более систематическое изучение клеток началось девятнадцатом веке Одним из крупнейших научных теорий того времени была Клеточная теория утверждавшая единство строения всей живой природы Изучение любой жизни на клеточном уровне лежит основе современных биологических исследований.

К роме перечисленных цитоплазматических органоидов клетки ней могут присутствовать различные специальные структуры и включения, связанные с обменом веществ и выполнением различных специальных, свойственных данной клетке функций В животных клетках обычно присутствует гликоген, или животный крахмал Это резервное вещество, потребляемое процессе обмена веществ как основной материал для окислительных процессов Часто имеются жировые включения форме мелких капель. Химический состав клетки Клетки организма человека состоят из разнообразных химических соединений неорганической и органической природы К неорганическим веществам клетки относятся вода и соли Вода составляет до 80 массы клетки Она растворяет вещества, участвующие химических реакциях переносит питательные вещества, выводит из клетки отработанные и вредные соединения Минеральные соли хлорид натрия, хлорид калия и др играют важную роль распределении воды между клетками и межклеточным веществом Отдельные химические элементы, такие, как кислород, водород, азот, сера, железо, магний, цинк, иод, фосфор, участвуют создании жизненно важных органических соединений Органические соединения образуют до 20 30 массы каждой клетки Среди органических соединений наибольшее значение имеют углеводы, жиры, белки и нуклеиновые кислоты.

Протопласт можно подразделить на цитоплазму и ядро Цитоплазма состоит из гиалоплазмы и органелл Гиалоплазма представляет собой непрерывную водную коллоидную фазу клетки и обладает определенной вязкостью Она способна к активному движению за счет трансформации химической энергии механическую Гиалоплазма связывает все находящиеся ней органеллы, обеспечивая их постоянное взаимодействие Через нее идет транспорт аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров, неорганических ионов, перенос. Включения это локальная концентрация некоторых продуктов обмена определенных местах клетки. Процесс образования клеточной оболочки начинается на телофазе В то время как делящейся клетке происходит распад митотического веретена, по экватору клетки возникают многочисленные новые, относительно короткие микротрубочки, ориентированные перпендикулярно плоскости экватора. Структура и состав мембран толщина 610 нм состоят основном из молекул белков и фосфолипидов. Клеточная стенка это жесткая структура, расположенная снаружи плазмалеммы и представляющая собой внешний покров клетки Присутствует у прокариотических клеток и клеток грибов и растений.

Состав клеточной стенки целлюлоза у клеток растений и хитин у клеток грибов структурные компоненты, белки, пектины которые участвуют образовании пластинок, скрепляющих стенки двух соседних клеток, лигнин скрепляющий целлюлозные волокна очень прочный каркас, суберин откладывается на оболочку изнутри и делает ее практически непроницаемой для воды и растворов и др Наружная поверхность клеточной стенки эпидермальных клеток растений содержит большое количество карбоната кальция и кремнезема минерализация и покрыта гидрофобными веществами восками и кутикулой слоем вещества кутина, пронизанным целлюлозой и пектинами. Функции клеточной стенки служит внешним каркасом, поддерживает тургор клеток, выполняет защитную и транспортную функции. Виды пластид хлоропласты зеленые, лейкопласты бесцветные округлой формы, хромопласты желтые или оранжевые пластиды могут превращаться из одного вида другой. Функции гетерофагия расщепление чужеродных веществ, поступивших клетку путем эндоцитоза, аутофагия уничтожение ненужных клетке структур автолиз саморазрушение клетки, происходящее результате освобождения содержимого лизосом при гибели или перерождении клетки. Вакуоли растительных клеток заполнены клеточным соком водным раствором различных органических и неорганических веществ В них также могут находиться ядовитые и дубильные вещества и конечные продукты жизнедеятельности клеток.

Вакуоли растительных клеток могут сливаться центральную вакуоль, которая занимает до 7090 объема клетки и может быть пронизана тяжами цитоплазмы. Строение клеточный центр состоит из двух центриолей и центросферы Каждая центриоль рис 1 12 имеет вид цилиндра длиной 0, 30, 5 мкм и диаметром 0, 15 мкм, стенки которого образованы девятью триплетами микротрубочек, а середина заполнена однородным веществом Центриоли расположены перпендикулярно друг другу и окружены плотным слоем цитоплазмы с радиально расходящимися микротрубочками, образующими лучистую центросферу При делении клетки центриоли расходятся к полюсам. Экскреторные включения это продукты обмена веществ клетке, подлежащие выведению из клетки. Транспорт веществ это процесс переноса необходимых веществ по организму, к клеткам, внутрь клетки и внутри клетки, а также удаление отработанных веществ из клетки и организма. Осмос это проникновение воды или иного растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора более концентрированный. Эндоцитоз захват и обволакивание клеточной мембраной макромолекул белков, нуклеиновых кислот и и микроскопических твердых пищевых частиц фагоцитоз или капелек жидкости с растворенными ней веществами пиноцитоз и заключение их мембранную вакуоль, которая втягивается внутрь клетки Вакуоль затем сливается с лизосомой, ферменты которой расщепляют молекулы захваченного вещества до мономеров.

Картинка 9 из презентации Строение клетки и её функции к урокам биологии на тему Строение клетки. Клетка организме Растительная клетка Ткани организма В первые микроскопы можно было увидеть внешнее строение клетки Соматические клетки Половые клетки Классификация клеток Прокариотическая клетка прокариот эукариотическая клетка эукариот Из каких компонентов состоит клетка Контрольные вопросы Животная клетка. В 1831 Р Браун клеточном соке орхидных открыл ядро, которое является одним из важнейших постоянных компонентов клетки Представления о клеточном строении растений окончательном виде были сформулированы М Шлейденом. В 1839 Т Шванн распространил представление о клеточном строении на животных, постулировав, что клетки являются элементарной структурой всех тканей животных Он установил также, что клетки животных и растений гомологичны по развитию и аналогичны по функциональному значению, и сделал вывод, что клетки представляют собой организмы, а животные, как и растения, это сумма этих организмов, расположенных согласно определенным законам Т Шванн впервые применил термин клеточная теория, а его данные послужили убедительным ее обоснованием Он подчеркнул также не только морфологическое, но и физиологическое значение клеток и ввел понятие о клеточном метаболизме.

Значение клетки как элементарной структуры и функции живого, как центра основных биохимических реакций, протекающих организме, как носителя материальных основ наследственности делает цитологию важнейшей общебиологической дисциплиной. Белок рибосом самых разнообразных клеток и разных организмов общем одинаков по составу аминокислот, причем нем часто преобладают основные аминокислоты Рибосомы содержат также. Лизосомы были открыты 1955 году при исследовании клеток печени крысы биохимическими методами Открытие лизосом связано с работами ДеДюва.

Ядро обязательная часть всякой полноценной, способной делиться клетки высших животных и растений От цитоплазмы ядра обычно отделяются четкой границей На неокрашенных препаратах и при наблюдениях живых клеток ядро зачастую выглядит как гомогенный пузырек Иногда видна более грубая или мелкая зернистая структура Во всех случаях отчетливо выделяется имеющее округлую форму ядрышко, которое по показателю преломления света отличается от остальной части ядра Бактерии и некоторые низшие водоросли синезеленые не имеют сформированного ядра их ядра лишены ядрышка и не отделены от цитоплазмы отчетливо выраженной ядерной мембраной Однако основной компонент ядра носители наследственной информации клетки, хромосомы, присутствуют во всех без исключения ядрах Форма ядер довольно разнообразна и ряде случаев соответствует форме клетки Количество ядер также может варьировать типична одноядерная клетка, но встречаются клетки двуядерные некоторые клетки печени и хрящевые клетки и многоядерные например, волокна поперечнополосатой мышцы и клетки сифонных водорослей содержат несколько сот ядер Отношение объема ядра к объему цитоплазмы ядерноплазменное отношение клетках определенного типа строго стандартных условиях известной мере постоянно.

Третичная структура специфическая для каждого белка конфигурация глобула Удерживается малопрочными гидрофобными связями или силами сцепления между неполярными радикалами, которые встречаются у многих аминокислот Есть также ковалентные S Sсвязи, возникающие между удаленными друг от друга радикалами серосодержащей аминокислоты цистеина. Современная цитология располагает многочисленными и разнообразными методами исследования, без которых было бы невозможно накопление и совершенствование знаний о строении и функциях клеток. Современный световой микроскоп представляет собой весьма современный прибор, который до сих пор имеет первостепенное значение изучении клеток и их органоидов С помощью светового микроскопа достигается увеличение 2000 2500 раз Увеличение микроскопа зависит от его разрешающей способности, наименьшего расстояния между двумя точками, которые видны раздельно В настоящее время создано много разнообразных моделей световых микроскопов Они обеспечивают возможность многостороннего исследования клеточных структур и их функций.

Меченые атомы широко применяются цитологии для изучения разнообразных химических процессов, протекающих клетке, например для изучения синтеза белков и нуклеиновых кислот, проницаемости клеточной оболочки, локализации веществ клетке и Для этих целей применяются соединения, которые введены радиоактивная метка В молекуле меченого вещества, например аминокислоты или углевода, один из атомов замещен атомом того же вещества, но обладающим радиоактивностью, радиоактивным изотопом Известно, что изотопы одного и того же элемента не отличаются друг от друга по своим химическим свойствам, и, попав организм животного или растения, они ведут себя во всех процессах так же, как и обычные вещества Однако благодаря тому, что эти изотопы обладают радиоактивным излучением, их можно легко обнаружить, применяя фотографический метод. Единство строения и жизнедеятельность клеток различных организмов одна из важнейших общебиологических закономерностей, указывающих на общность происхождения органического мира, и поэтому изучение структуры и функции клетки важнейшая задача общей биологии. Как происходит этот процесс клетке К ней постоянно поступают вода, кислород, аминокислоты, углеводы и Доля питательных веществ клетке может сложиться поразному Так, глюкоза участвует реакциях, обеспечивающих клетку энергией Однако из глюкозы может образоваться и запасная вещество гликоген.

Метод светлого поля отражённом свете применяется при исследовании непрозрачных отражающих свет объектов, например шлифов металлов или. Освещение препарата от осветителя и полупрозрачного зеркала производится сверху, через объектив, который одновременно играет и роль конденсора. В изображении, создаваемом плоскости объективом совместно с тубусной линзой, структура препарата видна изза различия отражающей способности её элементов на светлом поле выделяются также неоднородности, рассеивающие падающий на них свет. Многие вещества, не флюоресцирующие видимой области особенности нуклеиновые кислоты, при освещении ультрафиолетовыми лучами начинают флюоресцировать и могут выявляться без применения флюорохромов. Митоз представляет собой сложное деление с образованием специального аппарата для равномерного распределения хромосом по дочерним клеткам митотического веретена В митозе условно можно выделить несколько последовательных фаз профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Второе деление мейоза проходит гораздо быстрее первого и обычно занимает несколько часов В целом же мейоз значительно более длительный процесс по сравнению с митозом у ржи он идет более двух суток, у дрозофилы около недели, у человека три с половиной недели. Метафаза II В метафазе II хромосомы располагаются на экваторе Как и во время метафазы митоза, центромеры хромосом находятся на экваторе клетки, а плечи хроматид направлены к полюсам Формула клеток сохраняется.

Большинство веществ переносится через мембрану с помощью погружённых неё транспортных белков белковпереносчиков. Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук известный нам благодаря закону Гука В 1665 году, пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему соты ульях медоносных пчел, и он назвал эти ячейки клетками поанглийски cell означает ячейка, клетка. Клетки многоклеточных организмов тотипотентны любая клетка многоклеточного организма обладает одинаковым полным фондом генетического материала этого организма, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, но отличаются по уровню экспрессии работы отдельных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию дифференцировке. Клеточная стенка которая окружает клетку извне, защищает её, придаёт устойчивую форму, предотвращающую от осмотического разрушения У бактерий клеточная стенка состоит из пептидогликана муреина, построенного из длинных полисахаридных цепей, соединенных между собой короткими пептидными перемычками По строению клеточной стенки различают две группы бактерий. Грамотрицательные бактерии например роды Salmonella Azotobacter 4 клеточная стенка содержит меньше пептидогликана и имеет дополнительную внешнюю мембрану, которая состоит из фосфолипидов.

Фимбрии пили, которые служат для прикрепления Например, возбудитель гонореи Neisseria gonorrhoeae использует фимбрии для удержания на слизистой оболочке хозяина. Жгутики органеллы движения некоторых бактерий Бактериальный жгутик построен значительно проще эукариотического, и он 10 раз тоньше, внешне не покрыт плазматической мембраной и состоит из одинаковых молекул белков, которые образуют цилиндр В мембране жгутик закреплен при помощи базального тела. Плазматическая и внутренние мембраны Общий принцип устройства клеточных мембран не отличается от эукариот, однако химическом составе мембраны есть немало различий, частности, мембранах прокариот отсутствуют молекулы холестерина и некоторых липидов, присущих мембранам эукариот Большинство прокариотических клеток отличие от эукариотических не имеют внутренних мембран, которые разделяют цитоплазму на отдельные компартменты Только у некоторых фотосинтетических и аэробных бактерий плазмалемма образует вгибание внутрь клетки, что выполняет соответствующие метаболические функции. Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов Однако к 1970 1980м гг стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий организации цитоскелета Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но середине 1990х гг белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий.

Эукариоты имеют много общих генов как с эубактериями, так с археями некоторые ученые считают, что они возникли результате слияния геномов этих двух групп организмов, что могло произойти результате эндосимбиоза Изза этого, вместо дерева жизни, предлагается использовать круг жизни 25 Другие же исследователи, отмечая важность интенсивного горизонтального переноса между предками эукариот, бактерий и археобактерий, предлагают отображать филогенетические связи между ними с помощью сетки жизни. Живая клетка это очень сложная система В ее органоидах совершаются разные жизненные процессы В одних органоидах происходит образование веществ клеток В других органоидах вещества клеток химически изменяются, окисляются Так, рибосомах образуются белки клетки, а митохондриях происходит окисление клеточных веществ. В клетке происходят и некоторые другие изменения клеточный центр разделяется надвое 2 между обеими его частями цитоплазме появляются тончайшие туго натянутые нити 2, 3 Затем удвоившиеся хромосомы ядра сильно утолщаются, укорачиваются и становятся ясно различимыми под микроскопом 3 Ядерная оболочка растворяется На следующей стадии деления части клеточного центра расходятся к полюсам клетки, а удвоенные хромосомы располагаются плоскости ее экватора 4 Затем образовавшиеся результате удвоения хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки, и каждой ее половине оказывается по 46 хромосом.

Так завершается клеточное деление из одной клетки образуются две В ядрах новых клеток находится по 46 хромосом, таких же, как той, которая дала им начало. Сегодня у нас не вызывает сомнения, что всё живое состоит из клеток, рассмотрим же очень кратко строение клетки и основные положения современной генетики более подробно эти вопросы изложены многочисленных учебниках, которые необходимо знать, чтобы правильно и глубоко понять суть и эволюционную направленность биологических процессов, генетических и селекционных основ существования генотипов, основанных на взаимодействии генотипсреда и новой аксиоме биологии, а также эволюцию информационных систем на уровне живой материи, обеспечивающих методический и методологический фундамент всей науки биологии Материал по генетике изложен на основе работы профессора А П Голощапова 2001 и Н Грин, У Стаут, Д Тейлор 1993 с некоторыми нашими дополнениями и интерпретациями передачи генетической информации от поколения к поколению. Формы существования жизни и их функционирование связано с типами клеток В природе существует большое разнообразие специализация клеток, различающихся по размерам, форме, химическим особенностям, выполняемым функциям Но существует лишь два типа клеточной организации прокариотический и эукариотический.

Микротрубочки полые, очень длинные частицы В клетке они располагаются параллельно клеточной стенке Состоят они из 13 уложенных по спирали тяжей, образованных из белка тубулина Микротрубочки выполняют роль цитоскелета, принимают участие перемещении пузырьков Гольджи особые трубочки центриоли растаскивают хромосомы при делении клетки Есть еще и более тонкие структуры, образованные из белков микрофиламенты, которые также выполняют функцию обеспечения внутриклеточного движения и придания клетке формы Однако особенно важны они для животных клеток. Оболочка клетки является универсальной биологической мембраной, обеспечивающей постоянство внутренней среды клетки путем регуляции обмена веществ между клеткой и внешней средой, это транспортная и барьернорецепторная система клетки При помощи цитолеммы образуются также специальные структуры поверхности клеток виде микроворсинок, десмосом. Система уплощенных мембранных мешочков цистерн виде трубочек и пластинок Образует единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки.

Органеллы, присущие только специализированными клетками, являются органеллами специального назначения К ним относятся миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы, жгутики, реснички, ворсинки, определяющие специфическую функцию клетки Так, миофибриллы располагаются клетках гладкой мышечной ткани и поперечнополосатых мышечных волокнах и обеспечивают сокращение мышц Нейрофибриллы клетках нервной системы проводят нервный импульс, тонофибриллы эпителиальных клетках выполняют опорную функцию Жгутики и реснички предназначены для перемещения специализированных клеток сперматозоиды или обусловливают движение жидкости около клеток эпителиальные клетки трахеи, бронхов. Под раздражимостью понимают способность клеток реагировать на изменение факторов окружающей среды. Под ростом клетки понимают процесс увеличения размеров клеточных структур, за счет чего происходит увеличение объема клетки, а под развитием приобретение клеткой специфических функций. П о а а характеризуется усилением энергетических процессов клетке, увеличением ядра, конденсацией хроматина Ядро теряет оболочку, формируется митотическое веретено деления.

Методика заключается выявлении рассеяния света лазерного луча при прохождении через него клетки струе жидкости, причём, степень световой дисперсии позволяет получить представление о размерах и структуре клетки Кроме того ходе анализа учитывается уровень флуоресценции химических соединений, входящих состав клеточной стенки аутофлуоресценция или внесённых образец перед проведением цитометрии. Клетка саморегулируемая структурнофункциональная единица тканей и органов Клеточная теория строения органов и тканей была разработана Шлейденом и Шванном 1839 В дальнейшем с помощью электронной микроскопии и ультрацентрифугирования удалось выяснить строение всех основных органелл животных и растительных клеток рис. Аппарат Гольджи образован системой канальцев, цистерн и пузырьков Он связан с эндоплазматическим ретикулумом, и поступившие сюда биологически активные вещества хранятся уплотненном виде секреторных пузырьках Последние постоянно отделяются от аппарата Гольджи, транспортируются к клеточной мембране и сливаются с ней, а содержащиеся пузырьках вещества выводятся из клетки процессе экзоцитоза. Лизосомы окруженные мембраной частицы размером 0, 250, 8 мкм Они содержат многочисленные ферменты, участвующие расщеплении белков, полисахаридов, жиров, нуклеиновых кислот, бактерий и клеток.

Пероксисомы сформированы из гладкого эндоплазматического ретикулума, напоминают лизосомы и содержат ферменты, катализирующие разложение пероксида водорода, который расщепляется под влиянием пероксидаз и каталазы. Регуляторная функция мембраны состоит регуляции внутриклеточного метаболизма ответ на химические, биологические и механические воздействия Различные воздействия воспринимаются специальными мембранными рецепторами с последующим изменением активности ферментов. Диффузия движение газа или растворимого вещества по концентрационному и электрохимическому градиенту Скорость диффузии зависит от проницаемости клеточной мембраны, а также градиента концентрации для незаряженных частиц, электрического и концентрационного градиентов для заряженных частиц Простая диффузия происходит через липидный бислой или через каналы Заряженные частицы движутся согласно электрохимическому градиенту, а незаряженные химическому градиенту Например, простой диффузией через липидный слой мембраны проникают кислород, стероидные гормоны, мочевина, спирт и Через каналы перемещаются различные ионы и частицы Ионные каналы образованы белками и подразделяются на управляемые и неуправляемые каналы В зависимости от селективности различают ионоселективные канаты, пропускающие только один ион, и каналы, не обладающие селективностью Каналы имеют устье и селективный фильтр, а управляемые каналы и воротный механизм.

Барьерная функция заключается ограничении диффузии через мембрану растворимых воде соединений, что необходимо для защиты клеток от чужеродных, токсических веществ и сохранения внутри клеток относительного постоянного содержания различных веществ Так, клеточная мембрана может замедлить диффузию различных веществ 100 00010 000 000. Активный транспорт происходит с затратой энергии и осуществляется так называемыми ионными насосами Ионные насосы это молекулярные белковые структуры, встроенные мембрану и осуществляющие перенос ионов сторону более высокого электрохимического потенциала. Присмотревшись к клетке водоросли, мы заметим, что цитоплазма движется она. Клетка водоросли спирогиры цитоплазма, я ядро, вакуоль с клеточным соком, хроматофор. Таким образом, основу строения растений и животных составляют клетки, образующие различные ткани В этом сущность клеточной теории Но только ли из клеток состоит весь организм многоклеточного растения или живот ного Оказывается, что, кроме клеток, различ ные ткани содержат еще межклеточные. Очень любопытно, что животном орга низме есть такие ткани, которых отдельные клетки неразличимы Замечательным приме ром может служить мышечная ткань скелетных мышц человека, всех позвоночных животных, некоторых моллюсков и насекомых. В зародышевом развитии такие волокна образу ются из особых отдельных клеточек, называе мых миобластами.

У высших растений делящиеся клетки со средоточены преимущественно определенных местах растений или определенных тканях Так, например, почки и новые побеги образу ются размножением клеток только точке роста растения корень растет длину размно жением клеток кончика корня, стебель утол щается за счет размножения особой ткани камбия. Комочком протоплазмы с ядром внутри назвал клетку 100 лет назад один немецкий ученый Это определение продержалось науке вплоть до конца XIX Действительно, клетке было хорошо видно ядро с ядрыш ком и окружающую его цитоплазму. К концу XIX с помощью самых сильных микроскопов ученые приступили к изучению. Ученый наших дней сидит перед пультом электронного микроскопа Над пультом воз вышается гигантский тубус, сверкающий метал лом рычагов, которые заменяют винты микро скопа В верхней части тубуса вставлен патрон с тончайшим срезом через клетку, наклеенным на мелкую проволочную сетку Выше объекта пылает вольфрамовая нить, посылающая сквозь срез поток электронов Ниже объекта два элек тромагнита объектив и окуляр, которые. Примерно те же годы, когда ученые с по мощью электронного микроскопа распахнули ворота ультрамикромир, был открыт новый. Итак, клеточные частицы выделены и собра ны количествах, которые можно исследовать.

Химические элементы входят состав клеток виде ионов и молекул неорганических и органических веществ Важнейшие неорганические вещества клетке вода и минеральные соли, важнейшие органические вещества углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Клетка является генетической единицей всего живого В хромосомах клетки содержится информация о развитии всего организма. Животные клетки имеют, как правило, тонкую клеточную стенку, не содержат пластид и центральной вакуоли, для клеточного центра характерна центриоль Запасным углеводом является гликоген. Клеточная оболочка выполняет важные и весьма разнообразные функции определяет и поддерживает форму клетки защищает клетку от механических воздействий проникновения повреждающих биологических агентов осуществляет рецепцию многих молекулярных сигналов например, гормонов ограничивает внутреннее содержимое клетки регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивая постоянство внутриклеточного состава участвует формировании межклеточных контактов и различного рода специфических выпячивании цитоплазмы микроворсинок, ресничек, жгутиков. Матрикс это активная среда, которой протекают многие физические и химические процессы и которая объединяет все элементы клетки единую систему.

Ядро наиболее важный компонент эукариотических клеток Большинство клеток имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки у ряда простейших, скелетных мышцах позвоночных Некоторые высоко специализированные клетки утрачивают ядра эритроциты млекопитающих, например. Тогда может показаться, что они вообще ничем не отделены от окружающего. Углеводы имеют важное значение и обмене веществ центральной нервной. Цитология наука о клетке Наука о клетке называется цитологией греч цитос клетка, логос наука Предмет цитологии клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды Современная цитология наука комплексная Она имеет самые тесные связи с другими биологическими науками, например с ботаникой, зоологией, физиологией, учением об эволюции органического мира, а также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой Цитология одна из относительно молодых биологических наук, ее возраст около 100 лет Возраст же термина клетка насчитывает свыше 300 лет Впервые название клетка середине XVII применил Р Гук Рассматривая тонкий срез пробки с помощью микроскопа, Гук увидел, что пробка состоит из ячеек клеток.

Особую, неклеточную форму жизни составляют вирусы, изучением которых занимается вирусология. Клетки, образующие у многоклеточных животных разнообразные ткани эпителиальную, мышечную и др, соединяются друг с другом плазматической мембраной В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может образовывать складки или выросты, которые придают соединениям особую прочность. Лизосомы Представляют собой небольшие округлые тельца От Цитоплазмы каждая лизосома отграничена мембраной Внутри лизосомы находятся ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. Ядерный сок полужидкое вещество, которое находится под ядерной оболочкой и представляет внутреннюю среду ядра. Было отмечено, что при введении некоторых веществ масляной кислоты, диметилсульфоксида, витамина А и др клеточную культуру опухоли, клетки по некоторым биохимическим признакам становились похожими на нормальные, однако при удалении этих веществ клетки вновь приобретали опухолевые черты.

Основу культивирования растительных клеток и тканей составляют содержащаяся каждой клетке информация о всех свойствах и возможностях организма и способность клетки к самостоятельному обмену веществ Для культивирования подходят различные органы растений Как правило, используют молодые листья и осевые побеги верхних мутовок, а также столоны, клубни, пыльники, кончики корней, пазушные почки и другие части растения Меристемные ткани верхушек ростовых побегов и корней имеют особое значение для получения безвирусных клонов Отобранный материал стерилизуется различными веществами При этом необходимо соблюсти баланс времени, чтобы, с одной стороны, его продолжительность обеспечила уничтожение микроорганизмов, с другой не повредила бы клетки самой растительной ткани Подготовка материала к культивированию завершается многократным обмывом стерильной водой, после чего его помещают стерильную рабочую банку на питательную среду и растят обязательно стерильных условиях. Для каллюсных структур исходным материалом является каллюс это ткань, образующаяся у растений на местах ранений и способствующая их заживлению Она состоит из более или менее однородных паренхимных клеток, начало которым дает раневая меристема Элементы каллюса мало дифференцированы, однако вблизи его поверхности наблюдается рост, обусловленный активностью меристематических клеток Впоследствии каллюсе возможна дифференцировка его элементов и образование флоэмы, ксилемы и других тканей Наружные клетки каллюса опробковевают.

Гаплоидный основной исходный набор хромосом после редукционного деления При оплодотворении отцовское и материнское ядра гамет сливаются, образуя зиготу. Рибосомы состоят из двух субъединиц малой 40 S 30S бактерии и большой 60 S 50S бактерии. Форма, число и размеры митохондрий зависят от вида организмов, внешних воздействий и физиологического состояния клетки Как правило, они имеют округлую, палочковидную или гантелеобразную форму Размеры 0, 51, 5. Примечание Согласно современным представлениям митохондрии возникникли процессе эволюции результате инфицирования примитивных аэробных клеток бактериеподобными организмами прогенотами, которые приспособились к внутриклеточному существованию и взяли на себя функцию дыхания. Хлоропла сты от греч chlor s зелёный и plast s вылепленный, образованный, внутриклеточные органеллы растительной клетки пластиды, которых осуществляется фотосинтез. Вакуоли содержатся некоторых эукариотических клетках и выполняют функции секреции, экскреции, автолиза, поддержания тургорного давления и запаса воды и питательных веществ. Это обособленный от цитоплазмы компартмент Мембрана, которую заключена вакуоль тонопласт В клетках растений они могут занимать более половины объёма клетки.

Они используются качестве рельсов для транспортировки частиц По их поверхности могут перемещаться мембранные пузырьки и митохондрии Транспортировку по микротрубочкам осуществляют белки, называемые моторными Это высокомолекулярные соединения, состоящие из двух тяжёлых массой около 300 кДа и нескольких лёгких цепей В тяжёлых цепях выделяют головной и хвостовой домены Два головных домена связываются с микротрубочками и являются собственно двигателями, а хвостовые связываются с органеллами и другими внутриклеточными образованиями, подлежащими транспортировке Из микротрубочек состоят также центриоли и веретено деления, обеспечивающее расхождение хромосом к полюсам клетки при митозе и мейозе Микротрубочки участвуют поддержании формы клетки и расположения органоидов частности, аппарата Гольджи цитоплазме клеток. Кроме того, микротрубочки формируют центральную структуру ресничек и жгутиков эукариот аксонему Типичная аксонема содержит 9 пар объединённых микротрубочек по периферии и две полных микротрубочки центре.

Тема Строение клетки Для успешного выполнения этих заданий учащимся необходимо было знать особенности строения органоидов клеток и умение узнавать органоиды и их структурные компоненты на рисунке, а также сравнивать между собой, устанавливать причинноследственные связи между строением и функциями органоидов клетки Эти задания вызвали затруднения у тех, кто частично или полностью не владел понятиями эукариота, прокариота, одномембранные и двумембранные органоиды При выполнении заданий, выпускники должны были использовать эти понятия для распознавания на рисунках клеток прокариот и эуакариот, а также органоидов эукариотических клеток. На высоком уровне тема Строение клетки проверялось заданиями С3 следующих формулировках. Тема Деление клеток проверялась на базовом уровне А4 и повышенном уровне В1 Эти задания проверяли знание особенностей половых и соматических клеток, особенностей первого и второго делений мейоза В некоторых вариантах это задание различных формулировках проверяло знание биологического значения митоза, сущности его фаз и его биологическое значение Выполнение этих заданий требовало использования знаний сущности таких понятий как гаплоидный и диплоидный набор хромосом, понятия конъюгация хромосом, партеногенез, умения распознавать и описывать процессы митоза и мейоза. Знания генетических закономерностей проверялись на всех уровнях сложности основном с помощью заданий Части 1 на базовом уровне А7, А8, А9, на повышенном А30, А31 и Части.

Экзаменационные варианты 2010 года включали задания по следующим темам этого блока Многообразие организмов Бактерии Грибы, Растения Строение, жизнедеятельность и размножение цветковых растений, Многообразие и классификация растений, Беспозвоночные животные Классификация, строение, жизнедеятельность, Хордовые животные Классификация, строение, жизнедеятельность. Задание на повышенном уровне С1 проверяло экологическом аспекте, знания о сущности и значении жизнедеятельности бактерий Задание было дано привычной для учащихся формулировке. Задания А11, А12 на базовом уровне проверяли знания особенностей строения и функций клеток, тканей и органов покрытосеменных растений, а также их систематические признаки и систематические признаки растений других отделов. На повышенном уровне материал о процессах жизнедеятельности растений проверялся заданиями следующих формулировках. При выполнении этого задания было допущено много ошибок, позволяющих судить о низком уровне знаний о строении растений выпускники не определяли цветки соцветий как женские и мужские или не объясняли причину отсутствия зерен початке с позиции опылениеоплодотворение.

В 1838 1939 гг двое немецких ученых ботаник М Шлейден и зоодог Т Шванн, собрали все доступные им сведения и наблюдения единую теорию, утверждавшую, что клетки, содержащие ядра, представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ Спустя примерно 20 лет после провозглашения Шлейдоном и Шванном клеточной другой немецкий ученый врач Р Вирхов сделал очень важное обобщение клетка может возникнуть из предшествующей клетки Академик Российской Академии наук Карл Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое развитие с клетки и этой клеткой является зигота. Вода клетке находится двух формах свободной и связанной Свободная вода составляет 95 всей воды клетки на долю связанной воды, входящей состав фибриллярных структур и соединенной с некоторыми белками, приходится около. Содержание углеводов животных клетках составляет 15, а некоторых клетках растении достигает. Стероиды составляют группу липидов, не содержащих жирных кислот и имеющих особую структуру К ним относится ряд гормонов, частности кортизон, вырабатываемый корой надпочечников, различные половые гормоны, а также холестерин важный компонент клеточных мембран у животных. Рис 2 Схема строения плазматической мембраны 1 фосфолипиды 2 холестерин 3 интегральный белок 4 олигосахаридная боковая цепь. Электронограмма клеточного центра две центриоли конце G 1 периода клеточного цикла.

В процессе амитоза клетка и ядро удлиняются, образуется перетяжка и конечном результате из одной родительской клетки возникают две дочерние Амитотически делятся клетки амебы и других простейших одноклеточных организмов. Недостатком амитоза является то, что возможно неравномерное распределение ядерного вещества между дочерними клетками, что может способствовать вырождению данного вида Этот тип деления встречается довольно редко, а у высокоорганизованных организмов не встречается совсем. Процесс деления клетки, при котором её строение подвергается существенным изменениям, возникновением новых структур и реализацией строго определенных стадий, называется непрямым делением, или митозом. При митозе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом и такое же количество ядерного вещества, которое характерно для нормально функционирующей соматической родительской клетки. Ультрамикроскопическая пленка, состоящая из двух мономолекулярных слоев белка и расположенного между ними бимолекулярного слоя лнпидов Цельность липидного слоя может прерываться белковыми молекулами порами. Многоклеточный организм система из большого количества клеток, объединённых системы тканей и органов, связанных между собой с помощью химических факторов гуморальных и нервных.

Эукариоты имеют много общих генов как с эубактериями, так с археями некоторые учёные считают, что они возникли результате слияния геномов этих двух групп организмов, что могло произойти результате эндосимбиоза Изза этого, вместо дерева жизни, предлагается использовать круг жизни 25 Другие же исследователи, отмечая важность интенсивного горизонтального переноса между предками эукариот, бактерий и археобактерий, предлагают отображать филогенетические связи между ними с помощью сетки жизни. Но, что еще более важно, каждый современный организм содержит информацию о признаках живых организмов прошлом В частности, существующие ныне биологические молекулы позволяют судить об эволюционном пути, демонстрируя фундаментальное сходство между наиболее далекими живыми организмами и выявляя некоторые различия между ними. Клеточная теория основополагающая для общей биологии теория, сформулированная середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения Матиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию основываясь на множестве исследований о клетке 1838 Рудольф Вирхов позднее 1858 дополнил её важнейшим положением всякая клетка из клетки.

Линк и Молднхоуэр устанавливают наличие у растительных клеток самостоятельных стенок Выясняется, что клетка есть некая морфологически обособленная структура В 1831 году Моль доказывает, что даже такие, казалось бы, неклеточные структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток. На значение ядра клетке Шванна натолкнули исследования Матиаса Шлейдена, у которого 1838 году вышла работа Материалы по филогенезу Поэтому Шлейдена часто называют соавтором клеточной теории Основная идея клеточной теории соответствие клеток растений и элементарных структур животных была чужда Шлейдену Он сформулировал теорию новообразования клеток из бесструктурного вещества, согласно которой сначала из мельчайшей зернистости конденсируется ядрышко, вокруг него образуется ядро, являющееся образователем клетки цитобластом Однако эта теория опиралась на неверные факты В 1838 году Шванн публикует 3 предварительных сообщения, а 1839 году появляется его классическое сочинение Микроскопические исследования о соответствии структуре и росте животных и растений, самом заглавии которого выражена основная мысль клеточной теории. Широкое и полноценное использование культивируемых вне организма клеток для цитологических исследований стало возможным благодаря введению 50х годах метода клеточных культур на жидких питательных средах.

Основной задачей цитохимии является выяснение химической природы клеточных структур и продуктов жизнедеятельности клетки, а также расшифровка происходящих ней биохимических процессов Цитохимические методы исследования дают возможность топографически изучить локализацию ряда химических веществ и процессов Применение всех цитохимических реакций основано на природной или искусственно создаваемой окраске изучаемых веществ Примером цитохимических реакций первого рода является изучение пигментов клетке, а применение реакций второго рода основано на избирательной окраске некоторых внутриклеточных веществ например, окраска нейтрального жира Суданом или на выпадении результате химической реакции нерастворимого осадка какоголибо вещества Так, о наличии и локализации активности кислой фосфатазы судят по локализации осадка сернистого свинца присутствии субстрата ферментативной реакции глицерофосфата.

Наконец, очень важным методическим приемом, коренным образом изменившим направление цитологии, явилась электронная микроскопия Проектирование и создание электронного микроскопа относятся к 30м годам и связано с именами преимущественно немецких физиков Ф Вольф, М Кнолль, Э Руска, Э Брюхе, Г Иохансон Этот метод сочетании с использованием ультратонких срезов позволяет изучить ультрамикроскопическую структуру всех основных органоидов современные электронные микроскопы обладают разрешающей способностью несколько микронов Применение электронного микроскопа привело к перестройке классических представлений не только о строении клетки, но и о ходе многих процессов ее жизнедеятельности. В настоящее время области ультраструктуры клетки после работ А Клода 1940, Г Палада 1952, 1953, Ф Шёстранда 1956, К Портера 1961 и других достаточно отчетливо выяснены как общая схема строения клетки, так и организация ее отдельных структурных элементов.

Большое число исследований первой трети XX было посвящено витальному окрашиванию Биологическое значение этого метода заключается том, что он дает возможность прижизненно изучить закономерности поступления, накопления и выделения входящих клетку веществ Иными словами, он позволяет создать модель процессов обмена веществ Витальное окрашивание его феноменология и механизм детально описаны работах Г Эванса и В Шулемана 1915 и В Меллендорфа 1920 Большую роль развитии этого направления исследований сыграли работы Н Г Хлопина 1927, выдвинувшего представление о криномах структурах, предсуществующих клетке или возникающих заново, которые связывают попадающие клетку вещества, частности красители В дальнейшем ряд важных исследований по изучению реакции клетки на введение анилиновых красителей был выполнен Б В Кедровским 1936, разработавшим представление о роли гранул как сегрегационного аппарата клетки С развитием электронномикроскопических исследований выяснилось, что гранулярный аппарат клетки тесно связан с ультрамикроскопическими структурами лизосомами, которым настоящее время отводится важная роль физиологии нормальной и патологически измененной клетки.

Представления Э Пфеффера и Г де Фриза конец XIX положили начало теории клеточной проницаемости, которой обменные процессы, протекающие клетках, ставились тесную связь с наличием полупроницаемой мембраны В ее защиту выступил, частности, немецкий биохимик Е Овертон 1895, 1899, 1902 Не располагая прямыми доказательствами существования полупроницаемой мембраны, Овертон на основании косвенных физикохимических данных выдвинул липидную липоидную теорию клеточной проницаемости, согласно которой плазматическая мембрана представляет собой пленку из жироподобных веществ липоидов Постепенно стали накапливаться факты, свидетельствовавшие о несоответствии количеств проникающих клетку веществ их растворимости липоидах, а также поступлении нее веществ, липоидах совершенно не растворимых Пытаясь спасти теорию Овертона, его соотечественник А Натансон 1904 высказал предположение о мозаичном строении мембраны В 1908 1913 гг немецкий физиолог В Руланд развил получившую широкую известность теорию ультрафильтра, или сита, согласно которой полупроницаемой мембране имеются поры определенного диаметра, через которые клетку могут проникать лишь молекулы соответствующих размеров Однако, как справедливо отметили Р Колландер и Г Берлюид 1933, теория Руланда не объясняла того факта, что проницаемость многих растительных клеток растет для веществ гомологического ряда по мере увеличения них числа атомов углерода Поэтому они предложили соединить липидную теорию с теорией ультрафильтра, допустив тем самым существование двух разнородных механизмов, регулирующих проникновение клетку молекул различной природы Эта точка зрения 30 40е годы получила поддержку многих биологов см главу.

Широкое использование электронной микроскопии привело к тому, что было существенно дополнено, а некоторой степени и изменено, традиционное представление о строении клетки. Уже монографии Морфология и биология клетки 1904 Гурвич высказал мысль, что должны существовать факторы, обусловливающие возникновение митоза, причем они скорее всего связаны с состоянием самой приступающей к делению клетки Эти пока еще очень общие представления получили развитие серии дальнейших исследований Гурвича, обобщенных монографии Проблема клеточного деления с физиологической точки зрения 1926 Первым важным теоретическим выводом Гурвича явилось представление о дуализме факторов, вызывающих митоз только при их сочетании Один из этих факторов или группа факторов связан с эндогенными процессами подготовки клетки к делению фактор возможности или готовности Другой является экзогенным по отношению к данной клетке фактор осуществления Дальнейшие исследования Гурвича были посвящены главным образом изучению второго фактора. Однако наряду с аналитическим направлением цитологии будущего, может быть, еще большую роль приобретет направление, которое можно назвать синтетическим, или интегративным Уже сейчас цитологии важное место занимают такие проблемы, как детерминация, дифференциация, синхронизация клеточного размножения, гибридизация и генетика соматических клеток, вопросы клеточных взаимодействий и контактов Нет сомнения, что все эти вопросы будущем получат еще более интенсивное развитие.

Сейчас цитологии все большее значение приобретает изучение механизмов контроля, регуляции и интеграции различных сторон деятельности не только самой клетки например, регуляция клеточного размножения, но и отдельных ее органоидов Попрежнему будет развиваться изучение роли клетки составе систем тканей и органов Результатом этих исследований явятся более полные синтетические данные о различных сторонах жизни клеток и закономерностях их взаимодействия. Copyright 20082013 При любом использовании материалов гиперссылка обязательна. Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложные из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований. Аминокислоты бесцветные кристаллические вещества, обычно растворимые воде Благодаря пептидным связям аминокислоты объединяются друг с другом, образуя полипептиды белки. В первую очередь, аминокислоты необходимы для того, чтобы из них синтезировались белки, входящие состав органов организма и его тканей. Кроме этого, аминокислоты необходимы для полноценной работы головного мозга, являясь предшественниками нейромедиаторов, или даже выполняя их роль, передавая от одной нервной клетки к другой нервный импульс. Организменный и органнотканевой уровень у многоклеточных организмов клетки составляют ткани и органы Органы же, свою очередь, взаимодействуют рамках целого организма.

Клетка основная структурная и функциональная единица есть однои многоклеточные организмы В листе дерева порядка 20 000 000 клеток. Лизосомы мелкие лабильные образования, содержащие ферменты, частности гидролазы, принимающие участие процессах переваривания фагоцитированной пищи и автолиза саморастворение органелл. Вакуоли Накапливают клеточный сок Для перемещения бактериальных клеток толще воды Поддерживает напряжённое состояние оболочек клеток У животных. В профазе митоза происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации В это время хромосомы двойные они состоят из двух хроматид, связанных между собой перетяжкой центромерой удвоение хромосом произошло предшествующей профазе интерфазе Одновременно с утолщением хромосом исчезает ядрышко и распадается ядерная оболочка В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц.

Первое мейотическое редукционное деление приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных Оно начинается с профазы, которой осуществляется упаковка наследственного материала спирализация хромосом Одновременно происходит сближение гомологичных парных хромосом своими одинаковыми участками конъюгация митозе нет В результате конъяюгации образуются хромосомные пары биваленты Бивалент состоит из 4 нитей, так как каждая хромосома перед меозом удвоилась После конъюгации некоторое время продолжается спирализация, хроматиды нити гомологичных хромосом переплетаются Потом гомологичные хромосомы несколько отходят одна от другой В местах переплетения хроматид возникают разрывы, изза этого хромосомы обмениваются соответствующими участками Этот процесс называется кроссинговером Потом хромосомы с измененным содержанием генов расходятся. Все новые клетки возникают путем деления уже существующей клетки, реализуя основной закон жизни клетка от клетки Этот процесс наблюдается и у одноклеточных, и у многоклеточных организмов. Самовоспроизведение путем деления общее свойство клеток одноклеточных и многоклеточных организмов Однако этот процесс происходит неодинаково у клеток прокариот и эукариот. Нормальная, или систематическая анатомия человека изучает строение нормального, здорового человека, причём систематически, с разбивкой по системам органов, а затем на органы, отделы органов и ткани.

Развитие и рост организма происходят за счет увеличения числа клеток размножение Такими постоянно обновляющимися путем размножения клетками во взрослом организме являются эпителиальные клетки поверхностный, или покровный, эпителий, клетки соединительной ткани, крови Некоторые клетки например, нервные утратили способность размножаться Ряд клеток, обычных условиях не размножающихся, при определенных обстоятельствах приобретают это свойство процесс регенерации. Клетка, элементарная единица живого Клетка отграничена от других клеток или от внешней среды специальной мембраной и имеет ядро или его эквивалент, котором сосредоточена основная часть химической информации, контролирующей наследственность Изучением строения клетки занимается цитология, функционированием физиология Наука, изучающая состоящие из клеток ткани, называется гистологией. Обычно размеры растительных и животных клеток колеблются пределах от 5 до 20 мкм поперечнике Типичная бактериальная клетка значительно меньше ок 2 мкм, а наименьшая из известных 0, 2. Одно время клетка рассматривалась как более или менее гомогенная капелька органического вещества, которую называли протоплазмой или живой субстанцией Этот термин устарел после того, как выяснилось, что клетка состоит из множества четко обособленных структур, получивших название клеточных органелл маленьких органов.

Собственно клетка состоит из трех основных частей Под клеточной стенкой, если она имеется, находится клеточная мембрана Мембрана окружает гетерогенный материал, называемый цитоплазмой В цитоплазму погружено круглое или овальное ядро Ниже мы рассмотрим более подробно структуру и функции этих частей клетки. Основная функция клеточной мембраны заключается регуляции переноса веществ клетку и из клетки Поскольку мембрана физически какойто мере похожа на масло, вещества, растворимые масле или органических растворителях, например эфир, легко проходят сквозь нее То же относится и к таким газам, как кислород и диоксид углерода В то же время мембрана практически непроницаема для большинства водорастворимых веществ, частности для сахаров и солей Благодаря этим свойствам она способна поддерживать внутри клетки химическую среду, отличающуюся от наружной Например, крови концентрация ионов натрия высокая, а ионов калия низкая, тогда как во внутриклеточной жидкости эти ионы присутствуют обратном соотношении Аналогичная ситуация характерна и для многих других химических соединений.

Частичная генетическая автономия рассматриваемых органелл и особенности их белоксинтезирующих систем послужили основой для предположения, что митохондрии и хлоропласты произошли от симбиотических бактерий, которые поселились клетках 1 2 млрд лет назад Современным примером такого симбиоза могут служить мелкие фотосинтезирующие водjросли, которые живут внутри клеток некоторых кораллов и моллюсков Водоросли обеспечивают своих хозяев кислородом, а от них получают питательные вещества. G1 4 8 Это фаза начинается сразу после рождения клетки На протяжении фазы G1 клетка, за исключением хромосом которые не изменяются, увеличивает свою массу Если клетка дальнейшем не делится, то остается этой фазе. Для примера предположим, что гаплоидный набор состоит из двух хромосом В зиготе и соответственно во всех клетках организма, продуцирующего гаметы присутствуют материнские хромосомы А и В и отцовские А и В Во время мейоза они могут разделиться следующим образом.

Физиологически клетки дифференцируются отчасти за счет усиления той или иной особенности, общей для всех клеток Например, мышечных клетках усиливается сократительная функция, что может быть результатом совершенствования механизма, осуществляющего амебоидное или иного типа движение менее специализированных клетках Аналогичный пример тонкостенные клетки корня с их отростками, корневыми волосками, которые служат для всасывания солей и воды той или иной степени эта функция присуща любым клеткам Иногда специализация связана с приобретением новых структур и функций примером может служить развитие локомоторного органа жгутика у сперматозоидов. Рассмотрим клетку как структурнофункциональную единицу организма Снаружи клетка покрыта плотной клеточной стенкой, которой имеются более тонкие участки поры Под ней находится очень тонкая плёнка мембрана, покрывающая содержимое клетки цитоплазму В цитоплазме есть полости вакуоли, заполненные клеточным соком В центре клетки или около клеточной стенки расположено плотное тельце ядро с ядрышком От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой По всей цитоплазме распределены мелкие тельца пластиды.

Плазмалемма наружная клеточная мембрана ультрамикроскопическая плёнка толщиной 7, 5 нм состоящая из белков, фосфолипидов и воды Это очень эластичная плёнка, хорошо смачивающаяся водой и быстро восстанавливающая целостность после повреждения Имеет универсальное строение, типичное для всех биологических мембран У растительных клеток снаружи от клеточной мембраны находится прочная, создающая внешнюю опору и поддерживающая форму клетки клеточная стенка Она состоит из клетчатки целлюлозы нерастворимого воде полисахарида. Клеточная оболочка имеет хорошо выраженную, относительно толстую оболочку полисахаридной природы Оболочка растительной клетки продукт деятельности цитоплазмы В её образовании активное участие принимает аппарат Гольджи и эндоплазматическая сеть. Биополимеры образуют с водой коллоидную среду, которая зависимости от условий может быть плотной форме геля или более жидкой форме золя, как во всей цитоплазме, так и отдельных ее участках В гиалоплазме локализуются и взаимодействуют между собой и средой гиалоплазмы различные органеллы и включения При этом расположение их чаще всего специфично для определенных типов клеток Через билипидную мембрану гиалоплазма взаимодействует с внеклеточной средой Следовательно, гиалоплазма является динамической средой и играет важную роль функционировании отдельных органелл и жизнедеятельности клеток целом.

Ядро играет значительную роль жизни клетки Клетка, из которой удалили ядро, не выделяет более оболочку, перестаёт расти и синтезировать вещества В ней усиливаются продукты распада и разрушения, вследствие этого она быстро погибает Образование нового ядра из цитоплазмы не происходит Новые ядра образуются только делением или дроблением старого. Принципиальным отличием всех возбудимых клеток от невозбудимых является их способность изменять проницаемость своей мембраны ответ на действие раздражителей. В основе размножения лежит способность клеток удваиваться при наличии определенных условий Доказано, что ни одна клетка не может возникнуть заново из неживых компонентов Все новые клетки образуются из уже существующих. Две дочерние клетки, которые являются копиями друг друга и исходной материнской клетки, начинают собственную жизнь В каждой из дочерних клеток после деления уже есть часть всех необходимых для существования органоидов Это позволяет клеткам сразу после окончания деления осуществлять все жизненно важные функции Обычно после деления клетки немного увеличиваются размерах и продолжают жить или к гибели, или до следующего деления В многоклеточных организмов дочерние клетки, возникающие при делении исходной материнской клетки, далее могут иметь различную структуру и выполнять различные функции Это будет зависеть от того, какая часть информации, заключенной хромосомах, будет использоваться клетками течение жизни.

Организм человека состоит приблизительно из 220 млрд клеток Их разделяют на две основные категории 20 млн долгожителей основном это нервные клетки и 200 млрд смертных клетки, которые постоянно замещаются Значит, большая часть клеток организма человека постоянно обновляется Например, продолжительность жизни клеток кишечника составляет от 3 до 5 дней, а скорость их замещения равно 1 млн мин Таким образом, слизистая оболочка кишечника полностью обновляется 90 раз течение одного года. Биология учеб пособие для 7го кл общеобразоват учреждений с рус обучения В М Тихомиров и др под ред В М Тихомирова пер с рус языка Г И Кулеш Минск Нар просвещение, 2010 ISBN 9789850313409. Мейоз или редукционное деление клетки деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом два раза Происходит два этапа редукционный и эквационный этапы мейоза Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом образованием специализированных половых клеток, или гамет, из недифференцированных стволовых. LykkeAndersen J, Aagaard C, Semionenkov M, Garrett RA 1997 Archaeal introns splicing, intercellular mobility and evolution Trends Biochem Sci 22 32631 DOI 10 1016 S09680004 97 011134 PMID. Булдаков Л А Калистратова В С Радиоактивное излучение и здоровье М ИнформАтом, 2003 165 с.

Alberts B Johnson A Lewis J Raff M Roberts K Walter P Cells of the Adult Human Body A Catalog недоступная ссылка с 23052013 1320 дней Garland Science Sell S December 1993 Cellular origin of cancer dedifferentiation or stem cell maturation arrest Environ Health Perspect 101 Suppl 5 15 26 DOI 10 2307 3431838 PMID. Rivera MC, Lake JA 2004 The ring of life provides evidence for a genome fusion origin of eukaryotes Nature 7005 431 1525 DOI 10 1038 nature02848 PMID 15356622. В последующих параграфах мы сначала рассмотрим структуры, общие для растительных и животных клеток, затем характерные особенности клеток растений и доядерных организмов Закончится этот раздел рассмотрением принципов деления клетки Изучением клеток занимается цитология Структура клетки животного Структура клетки растения Антони ван Левенгук установил, что вещество, находящееся внутри клетки, определенным образом организовано. Сочетание цитоплазмы и органелл практически соответствует тому, что имели виду первые цитологи, говоря о протоплазме.

Основные свойства живых клеток Изучение живых клеток пролило свет на их жизненно важные функции Было установлено, что последние можно разбить на четыре категории подвижность, раздражимость, метаболизм и размножение Подвижность проявляется различных формах 1 внутриклеточная циркуляция содержимого клетки 2 перетекание, обеспечивающее перемещение клеток например, клеток крови 3 биение крошечных протоплазматических выростов ресничек и жгутиков 4 сократимость, наиболее развитая у мышечных клеток. Необходимы были методы, которые позволяли бы сохранять протоплазму, не повреждая ее, изготавливать достаточно тонкие срезы ткани, проходящие и через клеточные компоненты, а также окрашивать срезы, чтобы выявлять детали клеточного строения Такие методы создавались и совершенствовались течение всей второй половины 19 Совершенствовался и сам микроскоп К числу важных достижений его устройстве следует отнести осветитель, расположенный под столиком, для фокусировки пучка света апохроматический объектив для корректировки недостатков окрашивания, искажающих изображение иммерсионный объектив, дающий более четкое изображение и увеличение 1000 раз и более.

Другое что существует механизм передачи наследственных признаков, который находится ядре, а точнее хромосомах Было установлено, что благодаря строгому продольному расщеплению хромосом дочерние клетки получают совершенно такую же как качественно, так и количественно генетическую конституцию, как исходная клетка, от которой они произошли Законы наследственности Второй этап развитии цитологии как науки охватывает 1900 1935 Он наступил после того, как 1900 были вторично открыты основные законы наследственности, сформулированные Г Менделем 1865, но не привлекшие к себе внимания и надолго преданные забвению. В ней различают 1 1ый класс это нормальные эпителиальные клетки 2 2ой класс представляет собой эпителиальные клетки практически с нормальным строением, однако наблюдается незначительное увеличение ядер и появление метаплазированного эпителия 3 3 класс характеризуется выраженными изменениями клеток виде укрупненных ядер Такое состояние называется дискариоз 4 4ый класс визуализация клеток, которым можно присвоить значение атипия 5 5ый класс это типичные раковые клетки.

Специфичным признаком наличия папилломавирусной инфекции при проведении цитологического исследования является определение койлоцитов Койлоциты это погибающие эпителиальные клетки, имеющие характерные изменения, вызванные нахождением них вируса папилломы человека Цитологически это клетка с оксифильной окрашиваемостью Вокруг ядра имеется зона просветления, цитоплазме множество вакуолей, содержащих вирусные частицы По периферии койлоцитов могут быть цитоплазматические фибриллы. Теория анархии и теория правового государства применительно к России Границы, пределах которых каждый может двигаться без вреда для других, определяются законом, подобно тому как граница двух полей определяется История нашей страны это история мучительного искания Многие русские мыслители пытались глобально осмыслить историю их глубоко любимой Родины Из этого получались мысли. К молекулам белков и липидом могут присоединяться полисахариды, выполняющие роль рецепторов.

Моделирование гидрофобного эффекта методом МонтеКарло а свободная энергия гидратации для леннардджонсовской частицы воде Параметр принят постоянным и равным 0 62 кДж моль параметр у варьируемая величина Энтропийный и энергетический вклады показаны отдельно Свободная энергия взаимодействия между двумя атомами неона воде Сплошная линия то же для взаимодействия двух атомов неона газовой фазе, Свободная энергия взаимодействия атома неона с гидрофобной стенкой воде Сплошная линия взаимодействие двух атомов неона воде С разрешения American Institute of. Органоид немембранного строения участок цитоплазмы, включающий две перпендикулярно расположенные центриоли, имеющий постоянную структуру из девяти микроскопических палочковидных образований. Органоиды клеток растений, имеющие гладкую наружную мембра мембрану и внутреннюю мембрану, образующую выросты.

Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое без сомнения является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь была бы на нашей планете невозможна Это вещество я наименовал протеин Так писал еще 1838 году голландский биохимик Жерар Мюльдер, который впервые открыл существование природе белковых тел и сформулировал свою теорию протеина Слово протеин белок происходит от греческого слова протейос, что означает занимающий первое место И самом деле, все живое на земле содержит белки Они составляют около 50 сухого веса тела всех организмов У вирусов содержание белков колеблется пределах от 45. Группы, входящие состав радикала R аминокислот, могут вступать во вза имодействие друг с другом, с посторонними веществами и с сосед ними белковыми и иными молекулами, образуя сложные и разнооб разные структуры. Белки важнейшие компоненты пищи человека и корма животных Совокупность непрерывно протекающих химищеский превращений белков зани мает ведущее место обмене веществ орга низмов Скорость обновления белков у живых организмов зависит от содержания белков пище, а также его биологической ценности, которая определяется наличием и соотношением незаменимых аминокислот. Клетка основная единица жизни Все живые организмы состоят из клеток Вирусы, которых можно назвать живыми лишь условно, вне клеток, на которых они паразитируют, свойств живого не проявляют.

В клетках, например, листа элодеи под микроскопом можно увидеть, что хлоропласты плавно перемещаются как бы по кругу, вдоль клеточной оболочки см Рис 1 Но сами они к движению не способны, движется вся цитоплазма Это движение постоянно, но его иногда трудно обнаружить. Ядро молодой клетки располагается центре, она клетка содержит много мелких вакуолей В старой клетке обычно имеется одна большая вакуоль, поэтому цитоплазма с ядром прилегает к клеточной оболочке Молодые клетки, отличие от старых, способны делиться. У животных этим свойством обладает только оплодотворенная яйцеклетка, а у растений любая клетка может утрачивать свою специализацию и становиться тотипотентной. Органоиды это постоянные структурные образования цитоплазмы, каждое из которых выполняет определенные функции К органоидам относятся эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, зона Гольджи и клеточный центр центросома. Зона Гольджи, или внутриклеточный сетчатый аппарат, является активным участком протоплазмы, где протекают специфические для данной клетки процессы, например выделение секрета железистые клетки, синтез белка, образование жира Зона Гольджи состоит из клубка нитей, электронном микроскопе видны еще пузырьки.

Клеткам, как одной из форм живого вещества, присущи обмен веществ, возбудимость, движение, размножение Сущность обмена веществ заключается восприятии необходимых для жизни веществ из внешней среды, их уподоблении веществу клетки и выделении продуктов жизнедеятельности Обмен веществ возможен лишь при наличии свойства реактивности, то есть способности клеток не только воспринимать раздражения, вызванные изменением условий существования, но и отвечать на них, реагировать Эта способность клеток отражает единство организма с внешней средой, без которого жизнь невозможна. Ядро окружает цитоплазма, состав которой входят гиалоплазма, органеллы и включения Гиалоплазма это основное вещество цитоплазмы, она участвует обменных процессах клетки, содержит белки, полисахариды, нуклеиновую кислоту. Открытие им законов наследственности на основе применения методов скрещивания и анализа потомства. Стадии непрямого развития насекомых яйцо, личинка, куколка, взрослая особь Особенности жизни животных на стадии яйца и куколки они неподвижны Активный образ жизни личинки и взрослого организма, разные условия обитания, использование разной пищи.

Надо учитывать, что наследование признаков, контролируемых генами, расположенными Ххромосоме, будет происходить иначе, чем контролируемых генами, находящимися аутосомах Например, наследование гена гемофилии связано с Ххромосомой, которой он расположен Доминантный ген Н обеспечивает свертываемость крови, а рецессивный ген h несвертываемость Если женщина имеет клетках два гена hh, то у нее проявляется болезнь, если Hh болезнь не проявляется, но она является носителем гена гемофилии У мужчин гемофилия проявляется при наличии одного гена h, так как у него всего одна Ххромосома. Надо определить генотип либо одного из родителей, либо гибридного потомства, либо расщепление признаков во втором поколении Для этого следует записать схему скрещивания выписать известные генотипы родителей, образуемые ими гаметы, генотипы потомства, сопоставить с фенотипами и определить неизвестный генотип Например, надо определить генотип потомства при скрещивании растений гороха с желтыми и зелеными семенами известно, что особь с желтыми семенами гетерозиготна, желтый цвет доминантный, а зеленый рецессивный Схема скрещивания будет выглядеть. Ответ одна часть потомства будет гетерозиготна, имеет желтые семена, вторая часть гомозиготна по рецессивному признаку и имеет зеленые семена.

Ядро эукариотической клетки окружено двумя элементарными мембранами, образующие ядерную оболочку Она пронизана многочисленными порами диаметром от 30 до 100 нм, видимыми только электронный микроскоп Поры имеют сложную структуру Наружная мембрана ядерной оболочки некоторых местах объединяется с эндоплазматическим ретикулумом Ядерную оболочку можно рассматривать как специализированную, локально дифференцированную часть эндоплазматического ретикулума. На основании сходства бактерий с митохондриями и хлоропластами эукариотических клеток можно предположить, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, которые нашли убежище более крупных гетеротрофных клетках предшественниках эукариот. Вакуоли участвуют разрушении макромолекул, круговороте их компонентов клетке Рибосомы, митохондрии, пластиды, попадая вакуоли, разрушаются По этой переваривающей активности их можно сравнить с лизосомами органеллами животных клеток. У некоторых водорослей и грибов жгутики являются локомоторными органами, с помощью которых они передвигаются воде У растений например, мхов, печеночников, папоротников, некоторых голосеменных только половые клетки гаметы имеют жгутики. Клеточная стенка имеет специфические функции, которые важны не только для клетки и ткани, которой клетка находится, но и для всего растения Клеточные стенки играют существенную роль поглощении, транспорте и выделении веществ, а, кроме того, них может быть сосредоточена лизосомальная, или переваривающая активность.

Слои клеточной стенки Толщина стенки растительных клеток варьирует широких пределах зависимости от роли клеток структуре растений и возраста самой клетки Под электронным микроскопом просматривается растительной клеточной стенке два слоя срединная пластинка называемая также межклеточным веществом, и первичной клеточной стенки Многие клетки откладывают ещё один слой вторичную клеточную стенку Срединная пластинка располагается между первичными стенками соседних клеток Вторичная стенка, если она есть, откладывается протопластом клетки на внутреннюю поверхность первичной клеточной стенки. Вторичная клеточная оболочка Несмотря на то, что многие растительные клетки имеют только первичную оболочку, у некоторых к центру клетки протопласт откладывает вторичную оболочку Обычно это происходит после прекращения роста клетки и площадь первичной оболочки более не увеличивается По этой причине вторичная оболочка отличается от первичной Вторичные оболочки особенно нужны специализированным клеткам, укрепляющим растение и проводящим воду После отложения вторичной оболочки протопласт этих клеток, как правило, отмирает Во вторичных оболочках больше целлюлозы, чем первичных, а пектиновые вещества и гликопротеины них отсутствуют Вторичная оболочка растягивается с трудом, ее матрикс состоит из гемицеллюлозы.

Анафаза Хроматиды каждой хромосомы расходятся Теперь это дочерние хромосомы Прежде всего, делится центромера, и две дочерние хромосомы увлекаются к противоположным полюсам При этом центромеры движутся впереди, а плечи хромосом тянутся сзади Нити веретена, прикрепленные к хромосомам, укорачиваются способствуя расхождению хроматид и движению дочерних хромосом противоположные стороны. Слой пробки не постоянен В нем происходят разрывы, которые сообщаются с межклетниками, расположенными рядом При этом на поверхности образуются небольшие бугорки чечевички которые сообщают пространства межклетников с атмосферным воздухом рис. Третичная покровная ткань корка, так же характерна только для древесных форм растений. Ассимиляционные ткани представлены только освещенных частях растения, от окружающей среды они отделены прозрачной эпидермой Если на смену эпидерме приходят непрозрачные вторичные покровные ткани, ассимиляционная паренхима исчезает. Запасающая паренхима служит вместилищем органических веществ, которые временно не используются растительным организмом В принципе откладывать органические вещества виде различного рода включений способна любая клетка с живым протопластом, однако на этом специализируются некоторые клетки рис 10, 11 Богатые энергией соединения откладываются только вегетационный период, расходуются период покоя и при подготовке к очередной вегетации Поэтому запасные вещества откладываются вегетативных органах только у многолетних растений.

Не у всех растений одинаково хорошо выражены механические ткани Значительно меньшей степени во внутренней опоре нуждаются растения, живущие водной среде, чем наземные Причина том, что водные растения нуждаются во внутренней опоре меньшей степени Их тело значительной степени поддерживается окружающей водой Воздух на суше подобной поддержки не создает, так как по сравнению с водой имеет меньшую плотность Именно по этой причине становится актуальным наличие специализированных механических тканей. У растений отличие от животных отсутствует целостная выделительная система Имеются только лишь специализированные структуры, разбросанные по всему растению идиобласты Образующие их клетки меньше клеток паренхимы, лежащих рядом Они имеют электронноплотную цитоплазму, с развитыми элементами эндоплазматической сети и комплекса Гольджи Чаще всего не выражена, бывает центральная вакуоль Между собой и другими живыми клетками эти клетки связаны многочисленными плазмодесмами. Лизигенные вместилища образуются на месте живых клеток, которые погибают и разрушаются после накопления них веществ Такие образования можно наблюдать кожуре плодов цитрусовых.

Этот тип относится к сложным тканям, состоит из поразному дифференцированных клеток Кроме собственно проводящих элементов, ткани присутствуют механические, выделительные и запасающие элементы рис 26 Проводящие ткани объединяют все органы растения единую систему Выделяют два типа проводящих тканей ксилему и флоэму греч xylon дерево phloios кора, лыко Они имеют как структурные, так и функциональные различия. Обычно ксилема и флоэма располагаются теле растения определённом порядке, образуя слои или проводящие пучки В зависимости от строения различают несколько типов проводящих пучков, которые характерны для определённых групп растений В коллатеральном открытом пучке между ксилемой и флоэмой находится камбий, обеспечивающий вторичный рост рис 27А, 28 В биколлатеральном открытом пучке флоэма располагается относительно ксилемы с двух сторон рис 27Б, 29 Закрытые пучки не содержат камбия, а отсюда к вторичному утолщению не способны рис27Б, 27Г, 30, 31 Можно встретить ещё два типа концентрических пучков, где или флоэма окружает ксилему рис27Д, 32, или ксилема флоэму рис.

Чаще всего встречаются окаймлённые поры рис 351 У них канал, обращённый полость клетки, образует расширение камеру поры Поры большинства хвойных растений на первичной оболочке имеют утолщение торус, который представляет собой своеобразный клапан и способен регулировать интенсивность транспорта воды Смещаясь, торус перекрывает ток воды через пору, но после этого вернуться прежнее положение он уже не может, совершая одноразовое действие. Срок деятельности ситовидных элементов флоэмы зависит от наличия латеральных меристем Если они имеются, то ситовидные элементы работают течение всей жизни растения. Организация проводящих элементов флоэмы у растений из различных систематических групп.

Открытие клетки Изучение мельчайших структур живых организмов стало возможным лишь после изобретения микроскопа, после 1600 Первое описание и изображения клеток дал 1665 английский ботаник Р Гук рассматривая тонкие срезы высушенной пробки, он обнаружил, что они состоят из множества коробочек Каждую из этих коробочек Гук назвал клеткой камерой Итальянский исследователь М Мальпиги 1674, голландский ученый А ван Лёвенгук, а также англичанин Н Грю 1682 вскоре привели множество данных, демонстрирующих клеточное строение растений Однако ни один из этих наблюдателей не понял, что действительно важным веществом был наполнявший клетки студенистый материал впоследствии названный протоплазмой, а казавшиеся им столь важными клетки были просто безжизненными целлюлозными коробочками, которых содержалось это вещество До середины 19 в трудах ряда ученых уже просматривались зачатки некой клеточной теории как общего структурного принципа В 1831 Р Броун установил существование клетке ядра, но не сумел оценить всю важность своего открытия Вскоре после открытия Броуна несколько ученых убедились том, что ядро погружено полужидкую протоплазму, заполняющую клетку Первоначально основной единицей биологической структуры считали волокно Однако уже начале 19 почти все стали признавать непременным элементом растительных и животных тканей структуру, которую называли пузырьком, глобулой или клеткой.

Открытие протоплазмы Сначала незаслуженно большое внимание уделяли стенкам клетки Однако еще Ф Дюжарден 1835 описал живой студень у одноклеточных организмов и червей, назвав его саркодой похожим на мясо Эта вязкая субстанция была, по его мнению, наделена всеми свойствами живого Шлейден тоже обнаружил растительных клетках мелкозернистое вещество и назвал его растительной слизью 1838 Спустя 8 лет Г фон Моль воспользовался термином протоплазма примененным 1840 Я Пуркинье для обозначения субстанции, из которой формируются зародыши животных на ранних стадиях развития и заменил им термин растительная слизь В 1861 М Шультце обнаружил, что саркода содержится также тканях высших животных и что это вещество идентично как структурно, так и функционально протоплазме растений Для этой физической основы жизни, как определил ее впоследствии Т Гексли, был принят общий термин протоплазма Концепция протоплазмы свое время сыграла важную роль однако уже давно стало ясно, что протоплазма не однородна ни по своему химическому составу, ни по структуре, и этот термин постепенно вышел из употребления В настоящее время главными компонентами клетки обычно считают ядро, цитоплазму и клеточные органеллы Сочетание цитоплазмы и органелл практически соответствует тому, что имели виду первые цитологи, говоря о протоплазме.

Размножение обеспечивается способностью клетки к делению и образованию дочерних клеток Именно способность воспроизводить самих себя и позволяет считать клетки мельчайшими единицами живого Однако многие высокодифференцированные клетки эту способность утратили.

 

© Copyright 2017-2018 - articles-seminary.ru