Клеточная теория

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение          2

1. Клеточная теория        3
2. Строение клетки         5

 

1. Оболочка         5
2. Цитоплазма         5
3. Эндоплазматическая сеть (ЭПС)      6
4. Метохондрии         10
5. Пластиды         12
6. Комплекс Гольджи        14
7. Лизосомы         15
8. Клеточный центр        16
9. Ядро          17

Список использованной литературы      20

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Цитология - наука о клетках - элементарных единицах строения, функционирования и воспроизведения живой материи. Объектами цитологических исследований являются клетки многоклеточных организмов, бактериальные клетки, клетки простейших. У многоклеточных форм клетки входят в состав тканей, их жизнедеятельность  подчинена координирующему влиянию  целостного организма. У бактерий и  простейших понятия "клетка" и "организм" совпадают; мы вправе говорить о клетках-организмах, ведущих самостоятельное существование.

Подавляющее большинство клеток не видимы невооруженным  глазом; поэтому изучение клеток тесно  связано с развитием техники  микроскопирования. Первые микроскопы были сконструированы в начале XVII в.

Впервые клетки в  срезах пробки описаны в 1665г. английским естествоиспытателем Робертом Гуком, применившим для их наблюдения построенную  им усовершенствованную модель микроскопа. Он видел, что все вещество пробки состоит из большого числа маленьких  отделений, разграниченных тонкими  диафрагмами, или полостей, наполненных  воздухом. Эти полости, или ячейки, он назвал "клетками" (от греч. kytos - полость). Термин "клетка" утвердился в биологии, несмотря на то что Роберт Гук наблюдал, собственно, не клетки, а лишь целлюлозные оболочки растительных клеток и что клетки в действительности не полости.

В дальнейшем клеточное строение многих частей растений видели и описали  М. Мальпиги и Н. Грю, а также А Левенгук.

 

1. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ

 

Клеточная теория - одно из выдающихся обобщений биологии прошлого столетия, давшее основу для  материалистического подхода к  пониманию жизни, к раскрытию  эволюционных связей между организмами.

Клеточная теория получила дальнейшее развитие в трудах ученых второй половины XIX столетия. Было открыто деление клеток и сформулировано положение о  том, что каждая новая клетка происходит от такой же исходной клетки путем  ее деления (Рудольф Вирхов, 1858). Карл Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих  и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое развитие из одной клетки, и этой клеткой является зигота. Это открытие показало, что  клетка - не только единица строения, но и единица развития всех живых  организмов.

Клеточная теория сохранила свое значение и  в настоящее время. Она была неоднократно проверена и дополнена многочисленными  материалами о строении, функциях, химическом составе, размножении и  развитии клеток разнообразных организмов.

Современная клеточная теория включает следующие  положения:

• Клетка - основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;
• Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;
• Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;
• В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Общие черты и позволяют нам говорить о клетке вообще, подразумевая некую  среднюю типичную клетку. Все ее атрибуты - объекты абсолютно реальные, легко видимые в электронный микроскоп. Правда, эти атрибуты менялись -вместе с силой микроскопов. На схеме клетки, созданной в 1922 году с помощью светового микроскопа, всего четыре внутренние структуры; с 1965 года, основываясь на данных электронной микроскопии, мы рисуем уже, по меньшей мере, семь структур. Причем, если схема 1922 года более походила на картину абстракциониста, то современная схема сделала бы честь художнику-реалисту.

 

2. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

1. ОБОЛОЧКА

Оболочка. Она  осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных организмах). Оболочка - таможня клетки. Она зорко следит за тем, чтобы  в клетку не проникли ненужные в  данный момент вещества; наоборот, вещества, в которых клетка нуждается, могут  рассчитывать на ее максимальное содействие.

Оболочка  ядра двойная; состоит из внутренней и наружной ядерных мембран. Между  этими мембранами располагается  перинуклеарное пространство. Наружная ядерная мембрана обычно связана с каналами эндоплазматической сети.

Оболочка  ядра содержит многочисленные поры. Они  образуются смыканием наружной и  внутренней мембран и имеют различный  диаметр. В некоторых ядрах, например ядрах яйцеклеток, пор очень много и они с правильными интервалами расположены на поверхности ядра. Количество пор в ядерной оболочке варьирует в различных типах клеток. Поры расположены на равном расстоянии друг от друга. Так как диаметр поры может изменяться, и в ряде случаев ее стенки обладают довольно сложной структурой, создается впечатление, что поры сокращаются, или замыкаются, или, наоборот, расширяются. Благодаря порам кариоплазма входит в непосредственный контакт с цитоплазмой. Через поры легко проходят довольно крупные молекулы нуклеозидов, нуклеотидов, аминокислот и белков, и таким образом осуществляется активный обмен между цитоплазмой и ядром.

2. ЦИТОПЛАЗМА

Цитоплазма. Основное вещество цитоплазмы, называемое также гиалоплазмой или матриксом, - это полужидкая среда клетки, в которой располагается ядро и все органоиды клетки. Под электронным микроскопом вся гиалоплазма, располагающаяся между органоидами клетки, имеет мелкозернистую структуру. Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики, поверхностные выросты. Последние играют важную роль в движении и соединении клеток между собой в ткани.

В состав цитоплазмы входят вещества белковой природы. Во многих клетках, например у амеб, в  клетках различных эпителиев, гиалоплазма содержит тончайшие нити, которые могут переплетаться и образовывать структуры, напоминающие войлок. Эти нитевидные (фибриллярные) структуры связаны с выполнением механической функции: они образуют нечто подобное внутреннему скелету клетки. Фибриллы цитоплазмы не принадлежат к числу постоянных структур: они могут появляться и исчезать при различных физиологических состояниях клетки.

Важнейшая роль гиалоплазмы заключается в том, что эта полужидкая среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие друг с другом. Именно через цитоплазму происходит диффузия различных веществ, растворенных в воде, которые постоянно поступают в клетку и выводятся из нее. В цитоплазму поступают также твердые частички, попадающие в клетку путем фагоцитоза, поступают и пиноцитозные вакуоли. Все эти вещества передвигаются в ней и повергаются дальнейшей переработке.

 

2.3. ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ  СЕТЬ (ЭПС).

Эндоплазматическая  сеть принадлежит к числу органоидов клетки, открытых совсем недавно (1945 - 1946). Расположение сетчатых структур во внутренней части цитоплазмы - эндоплазме (греч. "эндон" - внутри) - и послужило основанием для того, чтобы вновь открытому органоиду дать название эндоплазматической сети или эндоплазматического ретикулума.

Дальнейшее  электронномикроскопическое изучение ультратонких срезов разнообразных клеток показало, что сетчатые структуры состоят из сложной системы канальцев, вакуолей и цистерн, ограниченных мембранами. Мембраны ЭПС имеют типичную трехслойную структуру, такую же, как и та, что свойственна и наружной мембране клетки. Каналы, вакуоли и цистерны образуют ветвящуюся сеть, которая пронизывает всю цитоплазму клетки.

Форма каналов, вакуолей и цистерн эндоплазматической сети непостоянна и широко варьирует  как в одной и той же клетке в разные периоды ее функциональной деятельности, так и в клетках  различных органов и тканей. Для  каждого типа клеток характерна определенная структура ЭПС. Наибольшее развитие ЭПС характерно для секреторных  клеток с интенсивным уровнем  белкового обмена. Слабо развита ЭПС в клетках коры надпочечников, сперматоцитах. В значительной мере степень развития эндоплазматической сети находится в зависимости от уровня дифференцировки клеток. Например, в молодых клетках сальных желез, претерпевающих интенсивное деление, ЭПС развита слабо, но в более зрелых клетках этих желез она выражена очень отчетливо, т. е. по мере дифференцировки клеток происходит и развитие ЭПС.

Типы  эндоплазматической сети. Детальное  изучение мембран, ограничивающих каналы, вакуоли и цистерны ЭПС, позволило  установить, что во многих клетках  на наружной поверхности этих мембран  располагаются многочисленные округлые плотные гранулы. Эти гранулы  носят название рибосом. Рибосомы часто  образуют скопления на поверхности  мембран, ограничивающих цистерны и  каналы. Однако есть участки ЭПС, где  рибосом нет. Поэтому в клетках  различаются два типа эндоплазматической сети: гранулярная, или шероховатая, т. е. несущая рибосомы, и гладкая. Интересно, что в клетках зародышей животных наблюдается в основном гранулярная ЭПС, а у взрослых форм - гладкая. Зная, что рибосомы в цитоплазме служат местом синтеза белка, можно предположить, что гранулярная сеть в большей степени представлена в тех клетках, где идет активный синтез липидов. Оба вида ЭПС не только участвуют в синтезе органических веществ, но и накапливают и транспортируют их к местам назначения, регулируют обмен веществ между клеткой и окружающей ее средой.

ЭПС была обнаружена во всех клетках многоклеточных животных и растений, подвергавшихся электронномикроскопическому исследованию. Клетки простейших также имеют этот органоид. Отсутствует ЭПС только в цитоплазме зрелых эритроцитов, в клетках сине-зеленых водорослей, и до сих пор не решен вопрос о наличии этого органоида в клетках бактерий.

Функции ЭПС. Столь широкое распространение  в клетках всех типов у огромного  большинства организмов позволяет  рассматривать ЭПС как один из универсальных клеточных органоидов, выполняющих важные и разносторонние функции

Совершенно  определенно установлено, что гранулярная  ЭПС принимает активное участие  в синтезе белка. Доказательством  этого может служить наиболее сильное развитие гранулярного типа данного органоида в клетках, вырабатывающих белковые продукты, например в клетках белковых желез и  во всех других клетках, интенсивно синтезирующих  белки.

Гранулярная ЭПС также принимает участие в секреторных процессах. Например, было установлено, что при интенсивной выработке секрета в клетках поджелудочной железы происходит изменение структуры вакуолей и цистерн, а внутри цистерн появляются уплотненные гранулы.

Несколько меньше известно о функциональном значении гладкой формы ЭПС. Имеются убедительные данные о том, что на ее мембранах  осуществляется синтез гликогена и  липидов. Об этом свидетельствует, прежде всего, то, что гладкая эндоплазматическая сеть сильно развита именно в клетках, синтезирующих гликоген и липиды, например в клетках сальных желез  и коры надпочечника, где осуществляется интенсивный синтез липидов, и в  клетках печени, где происходит усиленный  синтез гликогена. В клетках, утративших способность к синтезу жира или  гликогена (например, в хрящевых), гладкая ЭПС почти не развита.

Обе формы ЭПС способны накапливать  в каналах, вакуолях и цистернах  продукты синтеза: белковые вещества (гранулярная  ЭПС) и жиры или гликоген (гладкая  ЭПС). Все эти вещества, накапливающиеся  в просвете каналов и цистерн, в дальнейшем транспортируются к  различным органоидам клетки.

Транспортная  роль ЭПС не ограничивается только передвижением и распределением синтезированных на ее мембранах  веществ к разным органоидам клетки, т. е. к местам, где они либо потребляются, либо накапливаются. ЭПС представляет циркуляторную систему клетки, через  которую происходит транспорт разнообразных  веществ из окружающей среды в  цитоплазму. Кроме того, ЭПС, соединяясь со многими органоидами клетки, обеспечивает связь между отдельными внутриклеточными структурами.