· Цитоплазма
................................................................................................3
· Эндоплазматическая
сеть .....................................................................4
· Рибосомы
....................................................................................................4
· Митохондрии
.............................................................................................4
· Пластиды
.....................................................................................................5
· Аппарат
Гольджи ......................................................................................5
· Лизосомы
.....................................................................................................6
· Клеточный
центр ......................................................................................6
· Клеточные
включения ............................................................................6
· Ядро
...............................................................................................................6
3. Химический
состав клетки. Неорганические вещества....6
· Атомный
и молекулярный состав клетки ..........................................
6
· Содержание
химических элементов в клетке (таблица)
...............7
Введение
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 в 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» в середине
XVII в. применил Р.Гук. Рассматривая тонкий
срез пробки с помощью микроскопа, Гук
увидел, что пробка состоит из ячеек - клеток.
Клеточная теория.
В середине XIX столетия на основе
уже многочисленных знаний о
клетке Т. Шванн сформулировал
клеточную теорию (1838). Он обобщил
имевшиеся знания о клетке
и показал, что клетка представляет
основную единицу строения всех
живых организмов, что клетки
животных и растений сходны
по своему строению. Эти положения
явились важнейшими доказательствами
единства происхождения всех
живых организмов, единство всего
органического мира. Т. Шван внес
в науку правильное понимание
клетки как самостоятельной единицы
жизни, наименьшей единицы живого:
вне клетки нет жизни.
Изучение химической
организации клетки привело к
выводу, что именно химические
процессы лежат в основе ее
жизни, что клетки всех организмов
сходны по химическому составу,
у них однотипно протекают
основные процессы обмена веществ.
Данные о сходстве химического
состава клеток еще раз подтвердили
единство всего органического
мира.
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.
Исследования
клетки имеют большое значение
для разгадки заболеваний. Именно
в клетках начинают развиваться
патологические изменения, приводящие
к возникновению заболеваний.
Чтобы понять роль клеток в
развитии заболеваний, приведем
несколько примеров. Одно из серьезных
заболеваний человека - сахарный
диабет. Причина этого заболевания
- недостаточная деятельность группы
клеток поджелудочной железы, вырабатывающих
гормон инсулин, который участвует
в регуляции сахарного обмена
организма. Злокачественные изменения,
приводящие к развитию раковых
опухолей, возникают также на
уровне клеток. Возбудители кокцидиоза
- опасного заболевания кроликов,
кур, гусей и уток - паразитические
простейшие - кокцидии проникают
в клетки кишечного эпителия
и печени, растут и размножаются
в них, полностью нарушают обмен
веществ, а затем разрушают
эти клетки. У больных кокцидиозом
животных сильно нарушается деятельность
пищеварительной системы и при
отсутствии лечения животные
погибают. Вот почему изучение
строения, химического состава, обмена
веществ и всех проявлений
жизнедеятельности клеток необходимо
не только в биологии, но также
в медицине и ветеринарии.
Изучение клеток
разнообразных одноклеточных и
многоклеточных организмов с
помощью светооптического и электронного
микроскопов показало, что по
своему строению они разделяются
на две группы. Одну группу
составляют бактерии и сине-зеленые
водоросли. Эти организмы имеют
наиболее простое строение клеток.
Их называют доеденными (прокариотами),
так как у них нет оформленного
ядра (греч. «картон»-ядро) и нет многих
структур, которые называют органоидами.
Другую группу составляют все
остальные организмы: от одноклеточных
зеленых водорослей и простейших
до высших цветковых растений,
млекопитающих, в том числе
и человека. Они имеют сложно
устроенные клетки, которые называют
ядерными (эукариотическими). Эти клетки
имеют ядро и органоиды, выполняющие
специфические функции.
Особую, неклеточную
форму жизни составляют вирусы,
изучением которых занимается
вирусология.
Строение и функции
оболочки клетки
Клетка любого
организма, представляет собой
целостную живую систему. Она
состоит из трех неразрывно
связанных между собой частей:
оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка
клетка осуществляет непосредственное
взаимодействие с внешней средой
и взаимодействие с соседними
клетками (в многоклеточных организмах).
Оболочка клеток.
Оболочка клеток имеет сложное
строение. Она состоит из наружного
слоя и расположенной под ним
плазматической мембраны. Клетки
животных и растений различаются
по строению их наружного слоя.
У растений, а также у бактерий,
сине-зеленых водорослей и грибов
на поверхности клеток расположена
плотная оболочка, или клеточная
стенка. У большинства растений
она состоит из клетчатки. Клеточная
стенка играет исключительно
важную роль: она представляет
собой внешний каркас, защитную
оболочку, обеспечивает тургор растительных
клеток: через клеточную стенку
проходит вода, соли, молекулы многих
органических веществ.
Наружный
слой поверхности клеток животных
в отличие от клеточных стенок
растений очень тонкий, эластичный.
Он не виден в световой микроскоп
и состоит из разнообразных
полисахаридов и белков. Поверхностный
слой животных клеток получил
название гликокаликс.
Гликокаликс
выполняет прежде всего функцию
непосредственной связи клеток
животных с внешней средой, со
всеми окружающими ее веществами.
Имея незначительную толщину
(меньше 1 мкм), наружный слой клетки
животных не выполняет опорной
роли, какая свойственна клеточным
стенкам растений. Образование гликокаликса,
так же как и клеточных стенок
растений, происходит благодаря
жизнедеятельности самих клеток.
Плазматическая
мембрана. Под гликокаликсом и
клеточной стенкой растений расположена
плазматическая мембрана (лат. “мембрана»-кожица,
пленка), граничащая непосредственно
с цитоплазмой. Толщина плазматической
мембраны около 10 нм, изучение
ее строения и функций возможно
только с помощью электронного
микроскопа.
В состав
плазматической мембраны входят
белки и липиды. Они упорядочено
расположены и соединены друг
с другом химическими взаимодействиями.
По современным представлениям
молекулы липидов в плазматической
мембране расположены в два
ряда и образуют сплошной слой.
Молекулы белков не образуют
сплошного слоя, они располагаются
в слое липидов, погружаясь
в него на разную глубину.
Молекулы
белка и липидов подвижны, что
обеспечивает динамичность плазматической
мембраны.
Плазматическая
мембрана выполняет много важных
функций, от которых завидят
жизнедеятельность клеток. Одна
из таких функций заключается
в том, что она образует барьер,
отграничивающий внутреннее содержимое
клетки от внешней среды. Но
между клетками и внешней средой
постоянно происходит обмен веществ.
Из внешней среды в клетку
поступает вода, разнообразные соли
в форме отдельных ионов, неорганические
и органические молекулы. Они проникают
в клетку через очень тонкие каналы плазматической
мембраны. Во внешнюю среду выводятся
продукты, образованные в клетке. Транспорт
веществ- одна из главных функций плазматической
мембраны. Через плазматическую мембрану
из клети выводятся продукты обмена, а
также вещества, синтезированные в клетке.
К числу их относятся разнообразные белки,
углеводы, гормоны, которые вырабатываются
в клетках различных желез и выводятся
во внеклеточную среду в форме мелких
капель.
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.
Соединение клеток
растений обеспечивается путем
образования тонких каналов, которые
заполнены цитоплазмой и ограничены
плазматической мембраной. По
таким каналам, проходящим через
клеточные оболочки, из одной
клетки в другую поступают
питательные вещества, ионы, углеводы
и другие соединения.
На поверхности
многих клеток животных, например
различных эпителиев, находятся
очень мелкие тонкие выросты
цитоплазмы, покрытые плазматической
мембраной, - микроворсинки. Наибольшее
количество микроворсинок находится
на поверхности клеток кишечника,
где происходит интенсивное переваривание
и всасывание переваренной пищи.
Фагоцитоз. Крупные
молекулы органических веществ,
например белков и полисахаридов,
частицы пищи, бактерии поступают
в клетку путем фагоцита (греч.
“фагео” - пожирать). В фагоците
непосредственное участие принимает
плазматическая мембрана. В том
месте, где поверхность клетки
соприкасается с частицей какого-либо
плотного вещества, мембрана прогибается,
образует углубление и окружает
частицу, которая в “мембранной
упаковке” погружается внутрь
клетки. Образуется пищеварительная
вакуоль и в ней перевариваются
поступившие в клетку органические
вещества.
Цитоплазма. Отграниченная
от внешней среды плазматической
мембраной, цитоплазма представляет
собой внутреннюю полужидкую
среду клеток. В цитоплазму эукариотических
клеток располагаются ядро и
различные органоиды. Ядро располагается
в центральной части цитоплазмы.
В ней сосредоточены и разнообразные
включения - продукты клеточной
деятельности, вакуоли, а также
мельчайшие трубочки и нити, образующие
скелет клетки. В составе основного
вещества цитоплазмы преобладают
белки. В цитоплазме протекают
основные процессы обмена веществ,
она объединяет в одно целое ядро и все
органоиды, обеспечивает их взаимодействие,
деятельность клетки как единой целостной
живой системы.
Эндоплазматическая
сеть. Вся внутренняя зона цитоплазмы
заполнена многочисленными мелкими
каналами и полостями, стенки
которых представляют собой мембраны,
сходные по своей структуре
с плазматической мембраной. Эти
каналы ветвятся, соединяются друг
с другом и образуют сеть, получившую
название эндоплазматической сети.
Эндоплазматическая
сеть неоднородна по своему
строению. Известны два ее типа
- гранулярная и гладкая. На
мембранах каналов и полостей
гранулярной сети располагается
множество мелких округлых телец
- рибосом, которые придают мембранам
шероховатый вид. Мембраны гладкой
эндоплазматической сети не несут
рибосом на своей поверхности.