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 молодых биологических наук, её возраст около 100 лет. Возраст же термина «клетка» насчитывает около 300 лет.

Название «клетка» предложил англичанин Р. Гук ещё в 1665 г., но только в XIX веке началось её систематическое изучение. Несмотря на то, что клетки могут входить в состав различных организмов и органов (бактерий, икринок, эритроцитов, нервов и т.д.) и даже существовать как самостоятельные (простейшие) организмы, в их строении и функциях обнаружено много общего. Хотя отдельная клетка представляет собой наиболее простую форму жизни, строение её достаточно сложно…

Строение клетки.

Клетки находятся в межклеточном веществе, обеспечивающем их механическую прочность, питание и дыхание. Основные части любой клетки – цитоплазма и ядро.


Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоёв молекул, обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. В цитоплазме расположены мельчайшие структуры – органоиды. К органоидам клетки относятся: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр.

Мембрана.

Если рассматривать в микроскоп клетку какого-нибудь растения, например, корешка лука, то видно, что она окружена сравнительно толстой оболочкой. Оболочка совсем другой природы  хорошо видна у гигантского аксона кальмара. Но не оболочка выбирает, какие вещества пускать и какие не пускать в аксон. Оболочка клетки служит как бы дополнительным «земляным валом», который окружает и защищает главную крепостную стену – клеточную мембрану с её автоматическими воротами, насосами, специальными «наблюдателями», ловушками и другими удивительными приспособлениями.

«Мембрана – крепостная стена клетки», но только в том смысле, что она ограждает и защищает внутреннее содержимое клетки. Растительную клетку можно отделить от наружной оболочки. Можно разрушить оболочку у бактерий. Тогда может показаться, что они вообще ничем не отделены от окружающего раствора – это просто кусочки студня с внутренними включениями.

Итак, клеточная мембрана – очень мелкое молекулярное сито. Однако мембрана – весьма своеобразное сито. Её поры скорее напоминают длинные узкие проходы в крепостной стене средневекового города. Высота и ширина этих проходов в 10 раз меньше длины. Кроме того, в этом сите отверстия встречаются очень редко – поры занимают у некоторых клеток только одну миллионную часть площади мембраны. Это соответствует всего одному отверстию на площади обычного волосяного сита для просеивания муки, т.е. с обычной точки зрения мембрана вовсе не сито.


Ядро.

Ядро – самый заметный и самый большой органоид клетки, который первым привлёк внимание исследователей. Клеточное ядро открыто в 1831 году шотландским учёным Робертом Брауном. Ядро играет главную роль в наследственности. Ядро выполняет также функцию восстановления целостности клеточного тела (регенерация), является регулятором всех жизненных отправлений клетки. Форма ядра чаще всего шарообразная или яйцевидная. Важнейшей составной частью ядра является хроматин (от греч. хрома – цвет, окраска) – вещество, хорошо окрашивающееся ядерными красками.

Ядро отделено от цитоплазмы двойной мембраной, которая непосредственно связана с эндоплазматической сетью и комплексом Гольджи. На ядерной мембране обнаружены поры, через которые (как и через наружную цитоплазматическую мембрану) одни вещества проходят легче, чем другие, т.е. поры, обеспечивают избирательную проницаемость мембраны.

Внутреннее содержимое ядра составляет ядерный сок, заполняющий пространство между структурами ядра. В ядре всегда присутствует одно или несколько ядрышек. В ядрышке образуются рибосомы.


В ядре расположены нитевидные образования – хромосомы. В ядре клетки тела человека (кроме половых) содержится по 46 хромосом. Хромосомы являются носителями наследственных задатков организма, передающихся от родителей потомству.

Большинство клеток содержит одно ядро, но существуют и многоядерные клетки (в печени, в мышцах и др.). Удаление ядра делает клетку нежизнеспособной.

Цитоплазма.

Цитоплазма – полужидкая слизистая бесцветная масса, содержащая 75-85% воды, 10-12% белков и аминокислот, 4-6% углеводов, 2-3% жиров и липидов, 1% неорганических и других веществ. Цитоплазматическое содержимое клетки способно двигаться, что способствует оптимальному размещению органоидов, лучшему протеканию биохимических реакций, выделению продуктов обмена и т.д. Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики, поверхностные выросты

Цитоплазма пронизана сложной сетчатой системой, связанной с наружной плазматической мембраной и состоящей из сообщающихся между собой канальцев, пузырьков, уплощённых мешочков. Такая сетчатая система названа вакуолярной системой.

Источник: NauchnieStati.ru

План:

I.     Цитология.

II.    Строение клетки:

1. мембрана;

2. ядро;

3. цитоплазма:

              а) органоиды:

1.эндоплазматическаясеть;

2.рибосомы;

3.комплексГольджи;

4.лизосомы;

5.клеточныйцентр;

6.энергетическиеорганоиды.

iv>

б)клеточные включения:

1. углеводы;

2. жиры;

3. белки.

III.   Функции клеток:

1. деление клетки;

2. обмен веществ:

а)пластический обмен;

б)энергетический обмен.

3. раздражимость;

4. роль органических веществ в осуществлении функцийклетки:

а)белки;

б)углеводы;

в)жиры;

г)нуклеиновые кислоты:

1. ДНК;

2. РНК;

     д) АТФ.

IV.  Новые открытия в области клетки.

V.   Хабаровские цитологи.

VI.  Заключение

Цитология.

Цитология (греч. «цитос»- клетка, «логос» — наука) – наука о клетках. Цитология изучает строение ихимический состав клеток, функции клеток в организме животных и растений, размножениеи развитие клеток, приспособление клеток к условиям окружающей среды.

Современная цитология – наука комплексная. Она имеетсамые тесные связи с другими биологическими науками, например, с ботаникой,зоологией, физиологией, учением об эволюции органического мира, а также смолекулярной биологией, химией, физикой, математикой.

Цитология – одна из молодых биологических наук, еёвозраст около 100 лет. Возраст же термина «клетка» насчитывает около 300 лет. 

Исследуя клетку как важнейшую единицу живого,цитология занимает центральное положение в ряду биологических дисциплин.Изучение клеточного строения организмов было начато микроскопами XVIIвека, в XIX веке была создана единая для всего органического мираклеточная теория (Т. Шванн, 1839). В ХХ веке быстрому прогрессу цитологииспособствовали новые методы: электронная микроскопия, изотопные индикаторы,культивирование клеток и др.


Название «клетка» предложил англичанин Р. Гук ещё в1665 г., но только в XIX веке началось её систематическое изучение. Несмотряна то, что клетки могут входить в состав различных организмов и органов(бактерий, икринок, эритроцитов, нервов и т.д.) и даже существовать каксамостоятельные (простейшие) организмы, в их строении и функциях обнаруженомного общего. Хотя отдельная клетка представляет собой наиболее простую формужизни, строение её достаточно сложно…

Строение клетки.

Клетки находятся в межклеточном веществе,обеспечивающем их механическую прочность, питание и дыхание. Основные частилюбой клетки – цитоплазма и ядро.

Клетка покрыта мембраной, состоящей из несколькихслоёв молекул, обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. В цитоплазмерасположены мельчайшие структуры – органоиды. К органоидам клетки относятся:эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи,клеточный центр.

Мембрана.

Если рассматривать в микроскоп клетку какого-нибудьрастения, например, корешка лука, то видно, что она окружена сравнительнотолстой оболочкой. Оболочка совсем другой природы  хорошо видна у гигантскогоаксона кальмара. Но не оболочка выбирает, какие вещества пускать и какие непускать в аксон. Оболочка клетки служит как бы дополнительным «земляным валом»,который окружает и защищает главную крепостную стену – клеточную мембрану с еёавтоматическими воротами, насосами, специальными «наблюдателями», ловушками идругими удивительными приспособлениями.

>

«Мембрана – крепостная стена клетки», но только в томсмысле, что она ограждает и защищает внутреннее содержимое клетки. Растительнуюклетку можно отделить от наружной оболочки. Можно разрушить оболочку убактерий. Тогда может показаться, что они вообще ничем не отделены отокружающего раствора – это просто кусочки студня с внутренними включениями.

Новые физические методы, прежде всего электронная микроскопия,не только позволили с несомненностью установить наличие мембраны, но ирассмотреть некоторые её детали.

Внутреннее содержимое клетки и её мембрана состоят восновном из одних и тех же атомов. Эти атомы – углерод, кислород, водород, азот– расположены в начале таблицы Менделеева. На электронной фотографии тонкогосреза клетки мембраны видны в виде двух тёмных линий. Общая толщина мембраныможет быть точно измерена с этих снимков. Она равно всего 70-80 А (1А = 10-8см), т.е. в 10 тыс. раз меньше толщины человеческого волоса.

Итак, клеточная мембрана – очень мелкое молекулярноесито. Однако мембрана – весьма своеобразное сито. Её поры скорее напоминаютдлинные узкие проходы в крепостной стене средневекового города. Высота и ширинаэтих проходов в 10 раз меньше длины. Кроме того, в этом сите отверстиявстречаются очень редко – поры занимают у некоторых клеток только однумиллионную часть площади мембраны. Это соответствует всего одному отверстию наплощади обычного волосяного сита для просеивания муки, т.е. с обычной точкизрения мембрана вовсе не сито.


Ядро.

Ядро  — самый заметный и самый большой органоидклетки, который первым привлёк внимание исследователей. Клеточное ядро (лат. nucleus,греч. карион) открыто в 1831 году шотландским учёным Робертом Брауном. Егоможно сравнить с кибернетической системой, где имеет место хранение,переработка и передача в цитоплазму огромной информации, заключённой в оченьмалом объёме. Ядро играет главную роль в наследственности. Ядро выполняет такжефункцию восстановления целостности клеточного тела (регенерация), являетсярегулятором всех жизненных отправлений клетки. Форма ядра чаще всегошарообразная или яйцевидная. Важнейшей составной частью ядра является хроматин(от греч. хрома – цвет, окраска) – вещество, хорошо окрашивающееся ядернымикрасками.

Ядро отделено от цитоплазмы двойной мембраной, котораянепосредственно связана с эндоплазматической сетью и комплексом Гольджи. Наядерной мембране обнаружены поры, через которые (как и через наружнуюцитоплазматическую мембрану) одни вещества проходят легче, чем другие, т.е.поры обеспечивают избирательную проницаемость мембраны.

Внутреннее содержимое ядра составляет ядерный сок,заполняющий пространство между структурами ядра. В ядре всегда присутствуетодно или несколько ядрышек. В ядрышке образуются рибосомы. Поэтому междуактивностью клетки и размером ядрышек существует прямая связь: чем активнеепротекают процессы биосинтеза белка, тем крупнее ядрышки и, наоборот, вклетках, где синтез белка ограничен, ядрышки или очень невелики, или совсемотсутствуют.


В ядре расположены нитевидные образования – хромосомы.В ядре клетки тела человека (кроме половых) содержится по 46 хромосом.Хромосомы являются носителями наследственных задатков организма, передающихсяот родителей потомству.

Большинство клеток содержит одно ядро, но существуют имногоядерные клетки (в печени, в мышцах и др.). Удаление ядра делает клеткунежизнеспособной.

Цитоплазма.

 

Цитоплазма – полужидкая слизистая бесцветная масса,содержащая 75-85% воды, 10-12% белков и аминокислот, 4-6% углеводов, 2-3%жирови липидов, 1% неорганических и других веществ. Цитоплазматическое содержимоеклетки способно двигаться, что способствует оптимальному размещению органоидов,лучшему протеканию биохимических реакций, выделению продуктов обмена и т.д.Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики, поверхностныевыросты

Цитоплазма пронизана сложной сетчатой системой,связанной с наружной плазматической мембраной и состоящей из сообщающихся междусобой канальцев, пузырьков, уплощённых мешочков. Такая сетчатая система названавакуолярной системой.

Органоиды.

Цитоплазма содержит ряд мельчайших структур клетки –органоидов, которые выполняют различные функции. Органоиды обеспечиваютжизнедеятельность клетки.


Эндоплазматическая сеть.

Название этого органоида отражает место расположенияего в центральной части цитоплазмы (греч. «эндон» — внутри). ЭПС представляетсобой очень разветвлённую систему канальцев, трубочек, пузырьков, цистернразной величины и формы, отграниченных мембранами от цитоплазмы клетки.

ЭПС бывает двух видов: гранулярная, состоящая изканальцев и цистерн, поверхность которых усеяна зёрнышками (гранулами) иагранулярная, т.е. гладкая (без гран). Граны в эндоплазматической сети ни чтоиное, как рибосомы. Интересно, что в клетках зародышей животных наблюдается восновном гранулярная ЭПС, а у взрослых форм – агранулярная. Зная, что рибосомыв цитоплазме служат местом синтеза белка, можно предположить, что гранулярнаяЭПС преобладает в клетках, активно синтезирующих белок. Считают, чтоагранулярная сеть в большей степени предоставлена в тех клетках, где идётактивный синтез липидов (жиров и жироподобных веществ).

Оба вида эндоплазматической сети не только участвуют всинтезе органических веществ, но и накапливают и транспортируют их к местамназначения, регулируют обмен веществ между клеткой и окружающей её средой.

Рибосомы.

Рибосомы – не мембранные клеточные органоиды,состоящие из рибонуклеиновой кислоты и белка. Их внутреннее строение во многомещё остаётся загадкой. В электронном микроскопе они имеют вид округлых илигрибовидных гранул.

Каждая рибосомы разделена желобком на большую ималенькую части (субъединицы). Часто несколько рибосом объединяются нитьюспециальной рибонуклеиновой кислоты (РНК), называемой информационной (и-РНК).Рибосомы осуществляют уникальную функцию синтеза белковых молекул изаминокислот.


Комплекс Гольджи.

Продукты биосинтеза поступают в просветы полостей иканальцев ЭПС, где они концентрируются в специальный аппарат – комплекс Гольджи,расположенный вблизи ядра. Комплекс Гольджи участвует в транспорте продуктовбиосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формированиилизосом и т.д.

Комплекс Гольджи был открыт итальянским цитологомКамилио Гольджи (1844 – 1926) и в 1898 году был назван «комплексом (аппаратом)Гольджи». Белки, выработанные в рибосомах, поступают в комплекс Гольджи, акогда они требуются другому органоиду, то часть комплекса Гольджи отделяется, ибелок доставляется в требуемое место.

Лизосомы.

Лизосомы (от греч. «лизео» – растворяю и «сома» — тело) — это органоиды клетки овальной формы, окружённые однослойной мембраной.В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, углеводы, липиды. Вслучае повреждения лизосомной мембраны ферменты начинают расщеплять и разрушатьвнутреннее содержимое клетки, и она погибает.

Клеточный центр.

Клеточный центр можно наблюдать в клетках, способныхделиться. Он состоит из двух палочковидных телец – центриолей. Находясь околоядра и комплекса Гольджи, клеточный центр участвует в процессе деления клетки,в образовании веретена деления.

Энергетические органоиды.

Митохондрии (греч. «митос» — нить, «хондрион» — гранула) называютэнергетическими станциями клетки. Такое название обуславливается тем, чтоименно в митохондриях происходит извлечение энергии, заключённой в питательныхвеществах. Форма митохондрий изменчива, но чаще всего они имеют вид нитей илигранул. Размеры и число их также непостоянны и зависят от функциональнойактивности клетки.

На электронных микрофотографияхвидно, что митохондрии состоят из двух мембран: наружной и внутренней.Внутренняя мембрана образует выросты, называемые кристами, которые сплошьустланы ферментами. Наличие крист увеличивает общую поверхность митохондрий,что важно для активной деятельности ферментов.

В митохонлриях обнаружены свои специфические ДНК ирибосомы. В связи с этим они самостоятельно размножаются при делении клетки.

Хлоропласты – по форме напоминают диск или шар с двойной оболочкой– наружной и внутренней. Внутри хлоропласта также имеются ДНК, рибосомы иособые мембранные структуры – граны, связанные между собой и внутреннеймембраной хлоропласта. В мембранах гран и находится хлорофилл. Благодаряхлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света вхимическую энергию АТФ (аденозинтрифосфат). Энергия АТФ используется вхлоропластах для синтеза углеводов из углекислого газа и воды.

Клеточные включения.

К клеточным включениям относятся углеводы, жиры ибелки.

Углеводы. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Куглеводам относятся глюкоза, гликоген (животный крахмал). Многие углеводыхорошо растворимы в воде и являются основными источниками энергии дляосуществления всех жизненных процессов. При распаде одного грамма углеводовосвобождается    17,2 кДж энергии.

Жиры. Жиры образованы теми же химическими элементами, что и углеводы. Жирынерастворимы в воде. Они входят в состав клеточных мембран. Жиры также служатзапасным источником энергии в организме. При полном расщеплении одного граммажира освобождается 39, 1 кДж энергии.

Белки. Белки являются основными веществами клетки. Белки состоят из углерода,водорода, кислорода, азота, серы. Часто в состав белка входит фосфор. Белкислужат главным строительным материалом. Они участвуют в формировании мембранклетки, ядра, цитоплазмы, органоидов. Многие белки выполняют роль ферментов(ускорителей течения химических реакций). В одной клетке насчитывается до 1000разных белков. При распаде белков в организме освобождается примерно такое жеколичество энергии, как и при расщеплении углеводов.

Все эти вещества накапливаются в цитоплазме клетки ввидекапель и зёрен различной величины и формы. Они периодическисинтезируются в клетке и используются в процессе обмена веществ.

Функции клеток.

Клетка обладает различными функциями: деление клетки,обмен веществ и раздражимость.

Деление клетки.

Деление – это вид размножения клеток. Во время деленияклетки хорошо заметны хромосомы. Набор хромосом в клетках тела, характерный дляданного вида растений и животных, называется кариотипом.

В любом многоклеточном организме существует два видаклеток – соматические (клетки тела) и половые клетки или гаметы. В половыхклетках число хромосом в два раза меньше, чем в соматических. В соматическихклетках все хромосомы представлены парами – такой набор называется диплоидным иобозначается 2n. Парные хромосомы (одинаковые по величине, форме,строению) называются гомологичными.

В половых клетках каждая из хромосом в одинарномчисле. Такой набор называется гаплоидным и обозначается n.

Наиболее распространённым способом делениясоматических клеток является митоз. Во время митоза клетка проходит рядпоследовательных стадий или фаз, в результате которых каждая дочерняя клеткаполучает такой же набор хромосом, какой был у материнской клетки.

Во время подготовки клетки к делению – в периодинтерфазы (период между двумя актами деления) число хромосом удваивается. Вдолькаждой исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединенийсинтезируется её точная копия. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок –хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК. В период интерфазы вклетке происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются также все важнейшиеструктуры клетки. Продолжительность интерфазы в среднем 10-20 часов. Затемнаступает процесс деления клетки – митоз.

Во время митоза клетка проходит следующие четыре фазы:профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

В профазе хорошо видны центриоли – органоиды, играющиеопределённую роль в делении дочерних хромосом. Центриоли делятся и расходятся кразным полюсам. От них протягиваются нити, образующие веретено деления, котороерегулирует расхождение хромосом к полюсам делящейся клетки. В конце профазыядерная оболочка распадается, исчезает ядрышко, хромосомы спирализуются и укорачиваются.

Метафаза характеризуется наличием хорошо видимыххромосом, располагающихся в экваториальной плоскости клетки. Каждая хромосомасостоит из двух хроматид и имеет перетяжку – центромеру, к которойприкрепляются нити веретена деления. После деления центромеры каждая хроматидастановится самостоятельной дочерней хромосомой.

 В анафазе дочерние хромосомы расходятся к разнымполюсам клетки.

В последней стадии – телофазе – хромосомы вновьраскручиваются и приобретают вид длинных тонких нитей. Вокруг них возникаетядерная оболочка, в ядре формируется ядрышко.

В процессе деления цитоплазмы все её органоидыравномерно распределяются между дочерними клетками. Весь процесс митозапродолжается обычно 1-2 часа.

В результате митоза все дочерние клетки содержат одинаковыйнабор хромосом и одни и те же гены. Следовательно, митоз – это способ деленияклетки, заключающийся в точном распределении генетического материала междудочерними клетками, обе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом.

Биологическое значение митоза огромно.Функционирование органов и тканей многоклеточного организма было бы невозможно без сохранения одинакового генетического материала в бесчисленных клеточныхпоколениях. Митоз обеспечивает такие важные процессы жизнедеятельности, как эмбриональноеразвитие, рост, поддержание структурной целостности тканей при постояннойутрате клеток в процессе их функционирования (замещение погибших эритроцитов,эпителия кишечника и пр.), восстановление органов и тканей после повреждения.

Обмен веществ.

Основная функция клетки – обмен веществ. Измежклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества икислород и выделяются продукты распада. Так, клетки человека поглощаюткислород, воду, глюкозу, аминокислоты, минеральные соли, витамины, а выводятуглекислый газ, воду, мочевину, мочевую кислоту и т.д.

Набор  веществ, свойственный клеткам человека, присущи многим другим клеткам живых организмов: всем животным клеткам, некоторыммикроорганизмам. У клеток зелёных растений характер веществ существенно иной:пищевые вещества у них составляют углекислый газ и вода, а выделяется кислород.У некоторых бактерий, обитающих на корнях бобовых растений (вика, горох,клевер, соя), пищевым веществом служит азот атмосферы, а выводятся соли азотнойкислоты. У микроорганизма, селящегося в выгребных ямах и на болотах, пищевымвеществом служит сероводород, а выделяется сера, покрывая поверхность воды ипочвы жёлтым налётом серы.

Таким образом, у клеток разных организмов характерпищевых и выделяемых веществ различается, но общий закон действителен для всех:пока клетка жива, происходит непрерывное движение веществ – из внешней среды вклетку и из клетки во внешнюю среду.

Обмен веществ выполняет две функции. Первая функция –обеспечение клетки строительным материалом. Из веществ, поступающих в клетку, — аминокислот, глюкозы, органических кислот, нуклеотидов – в клетке непрерывнопроисходит биосинтез белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот. Биосинтез– это образование белков, жиров, углеводов и их соединений из более простыхвеществ. В процессе биосинтеза образуются вещества, свойственные определённымклеткам организма. Например, в клетках мышц синтезируются белки, обеспечивающиеих сокращение. Из белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот формируетсятело клетки, её мембраны, органоиды. Реакции биосинтеза особенно активно идут вмолодых, растущих клетках. Однако биосинтез веществ постоянно происходит вклетках, закончивших рост и развитие, так как химический состав клетки втечение её жизни многократно обновляется. Обнаружено, что «продолжительностьжизни» молекул белков клетки колеблется от 2-3 часов до нескольких дней. Послеэтого срока они разрушаются и заменяются вновь синтезированными. Таким образом,клетка сохраняет функции и химический состав.

Совокупность реакций, способствующих построению клеткии обновлению её состава, носит название пластического обмена (греч.«пластикос» — лепной, скульптурный).

Вторая функция обмена веществ – обеспечение клеткиэнергией. Любое проявление жизнедеятельности (движение, биосинтез веществ,генерация тепла и др.) нуждаются в затрате энергии. Для энергообеспеченияклетки используется энергия химических реакций, которая освобождается врезультате расщепления поступающих веществ. Эта энергия преобразуется в другиевиды энергии. Совокупность реакций, обеспечивающих клетки энергией, называют энергетическимобменом.

Пластический и энергетический обмены неразрывносвязаны между собой. С одной стороны, все реакции пластического обменануждаются в затрате энергии. С другой стороны, для осуществления реакцииэнергетического обмена необходим постоянный синтез ферментов, так как«продолжительность жизни» молекул ферментов невелика.

Через пластический и энергетический обменыосуществляется  связь клетки с внешней средой. Эти процессы являются основнымусловием поддержания жизни клетки, источником её роста, развития ифункционирования.

Живая клетка представляет собой открытую систему,поскольку между клеткой и окружающей средой постоянно происходит обмен веществи энергии.

Раздражимость.

Живые клетки способны реагировать на физические ихимические изменения окружающей их среды. Это свойство клеток называетсяраздражимостью или возбудимостью. При этом из состояния покоя клетка переходитв рабочее состояние – возбуждение. При возбуждении в клетках меняется скоростьбиосинтеза и распада веществ, потребление кислорода, температура. Ввозбуждённом состоянии разные клетки выполняют свойственные им функции.Железистые клетки образуют и выделяют вещества, мышечные клетки сокращаются, внервных клетках возникает слабый электрический сигнал – нервный импульс,который может распространяться по клеточным мембранам.

Роль органических соединений в осуществлениифункций клетки.

Главная роль в осуществлении функций клеткипринадлежит органическим соединениям. Среди них наибольшее значение имеютбелки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки.

Белки представляют собой большие молекулы, состоящиеиз сотен и тысяч элементарных звеньев – аминокислот. Всего в живой клеткеизвестно 20 видов аминокислот. Название аминокислоты получили из-за содержанияв своём составе аминной группы NH2.

Белки в обмене веществ занимают особое место. Ф.Энгельс так оценил эту роль белков: «Жизнь – это способ существования белковыхтел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ сокружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществпрекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». И на самом деле, везде,где есть жизнь, находят белки.

Белки входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, плазмыкрови, многих гормонов, иммунных  тел, поддерживают постоянство водно-солевойсреды организма. Без белков нет роста. Ферменты, обязательно участвующие вовсех этапах обмена веществ, имеют белковую природу.

Углеводы.

Углеводы поступают в организм в виде крахмала.Расщепившись в пищеварительном тракте до глюкозы, углеводы всасываются в кровьи усваиваются клетками.

Углеводы – главный источник энергии, особенно приусиленной мышечной работе. Больше половины энергии организм взрослых людейполучает за счёт углеводов. Конечные продукты обмена углеводов – углекислый гази вода.

В крови количество глюкозы поддерживается наотносительно постоянном уровне (около 0,11%). Уменьшение содержания глюкозывызывает понижение температуры тела, расстройство деятельности нервной системы,утомление. Повышение количества глюкозы вызывает её отложение в печени в видезапасного животного крахмала – гликогена. Значение глюкозы для организма неисчерпывается её ролью как источника энергии. Глюкоза входит в составцитоплазмы и, следовательно, необходима при образовании новых клеток, особеннов период роста.

Углеводы имеют важное значение и в обмене веществцентральной нервной системы. При резком снижении количества сахара в кровиотмечаются расстройства деятельности нервной системы. Наступают судороги, бред,потеря сознания, изменение деятельности сердца.

Жиры.

Поступивший с пищей жир в пищеварительном трактерасщепляется на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в основном влимфу и лишь частично в кровь.

Жир используется организмом как богатый источникэнергии. При распаде одного грамма жира в организме освобождается энергии в двараза больше, чем при распаде такого же количества белков и углеводов. Жирывходят и в состав клеток (цитоплазма, ядро, клеточные мембраны), где ихколичество устойчиво и постоянно.

Скопления жира могут выполнять и другие функции.Например, подкожный жир препятствует усиленной отдаче тепла, околопочечный жирпредохраняет почку от ушибов и т.д.

Недостаток жиров в пище нарушает деятельностьцентральной нервной системы и органов размножения, снижает выносливость кразличным заболеваниям.

С жирами в организм поступают растворимые в нихвитамины (витамины A, D, E и др.), имеющие для человека жизненно важноезначение.

Нуклеиновые кислоты.

Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре.Отсюда и произошло название (лат. «нуклеус» — ядро). Входя в состав хромосом,нуклеиновые кислоты участвуют в хранении и передаче наследственных свойствклетки. Нуклеиновые кислоты обеспечивают образование белков.

ДНК.

Молекула ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – былаоткрыта в клеточных ядрах ещё в 1868 году швейцарским врачом И.Ф. Мишером.Позднее узнали, что ДНК находится в хромосомах ядра.

Основная функция ДНК – информационная: порядок расположенияеё четырёх нуклеотидов (нуклеотид —  мономер; мономер – вещество, состоящее изповторяющихся элементарных звеньев) несёт важную информацию – определяетпорядок расположения аминокислот в линейных молекулах белков, т.е. их первичнуюструктуру. Набор белков (ферментов, гормонов) определяет свойства клетки иорганизма. Молекулы ДНК хранят сведения об этих свойствах и передают их впоколения потомков, т.е. ДНК является носителем наследственной информации.

РНК.

РНК – рибонуклеиновая кислота – очень похожа на ДНК итоже построена из мономерных нуклеотидов четырёх типов. Главное отличие РНК отДНК – одинарная, а не двойная цепочка молекулы.

Различают несколько видов РНК, все они принимаютучастие в реализации наследственной информации, хранящейся в молекулах ДНК,через синтез белка.

АТФ.

Очень важную роль в биоэнергетике клетки играетадениловый нуклеотид, к которому присоединены два остатка фосфорной кислоты.Такое вещество называют аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). АТФ –универсальный биологический аккумулятор энергии: световая энергия Солнца иэнергия, заключённая в потребляемой пище, запасается в молекулах АТФ.

Энергию АТФ (Е) все клетки используют для процессовбиосинтеза, движения нервных импульсов, свечений и других процессовжизнедеятельности.

Новые открытия в области клетки.

Раковые клетки.

Два британца и американец разделят Нобелевскуюпремию за 2001 г. по медицине. Их открытия в области развития клеток, возможно,позволят разработать новые методы борьбы с раком.
Как сообщил представитель Нобелевского комитета, ученые-медики разделят премиюв $943 000. 61-летний американец Лиланд Хартвел работает в Исследовательскомраковом центре Фреда Хатчисона в Сиэтле. Британцы 58-летний Тимоти Хунт и52-летний Пол Нурс — сотрудники отделений Королевского фонда исследований ракав Хертфордшире и Лондоне. 

Научные открытия, совершенные лауреатами касаютсяжизненного цикла раковых клеток. В частности, они обнаружили ключевыерегуляторы деления клеток — нарушение этого процесса ведет к возникновениюраковых клеток. Результаты исследований могут быть использованы при диагностикеболезни и имеют важное значение для перспективы создания новых методов лечениярака.
Трое победителей были определены утром 08.10.01 в результате голосования членовкомитета, которое прошло в Каролинском институте Стокгольма.

Клонирование.

/>Клонированнаяовца Долли явила миру технологию получения из взрослой клетки точной копииживотного. А значит, принципиально возможным стало получить точную копиючеловека.

И теперь человечество всталоперед вопросом: что будет, если кто-нибудь эту возможность реализует?..

Если вспомнить протрансплантацию органов, которая позволяет заменить одну или несколько«запчастей», то клонирование теоретически позволяет обеспечить полнуюзамену «агрегата» под названием человеческий организм.

Да это же решение проблемыличного бессмертия! Ведь благодаря клонированию из собственных планов на жизньможно исключить болезнь, инвалидность и даже смерть!

Звучит славно, не правда ли?Особенно, если учесть, что копии должны быть живыми и находиться при этом втаких условиях, чтобы как минимум не портились. Представляете себе эти«склады» живых человеческих «запчастей»?

А есть ведь еще и«польза» вторая — использование клонирования не только для полученияорганов, но и для проведения исследований и экспериментов на живом«материале».

Далее перед дерзающими маячитманящая идея воспроизводства Эйнштейнов, Пушкиных, Лобачевских, Ньютонов.Налепили гениев и рванули вперед по пути прогресса.

Однако буквально все — отученых до простой публики — сознают, что выращивание человека на«запчасти» порождает немало вопросов этического плана. Уже сейчасмировое сообщество располагает документами, согласно которым подобное не должнобыть позволено. Конвенция о правах человека устанавливает принцип:«Интересы и благо человеческого существа должны иметь приоритет надодносторонне рассматриваемыми интересами общества и развития науки».

Российское законодательствотакже устанавливает весьма жесткие ограничения на использование человеческого материала.Так, в предлагаемой медиками поправке к проекту «Закона о репродуктивныхправах граждан и гарантиях их осуществления» содержится такай пункт:«Человеческий эмбрион не может быть целенаправленно получен или клонированв научных, фармакологических или лечебных целях».

Вообще, дискуссии по этомуповоду в мире идут достаточно бурные. Если американские эксперты из федеральнойкомиссии по биотехнологиям еще только начинают изучать правовые и />этические аспекты этого открытия и представлять его на суд законодателей,то Ватикан остался верен своей прежней позиции, заявив о неприемлемостивмешательства человека в процессы репродукции и вообще — в генетическийматериал человека и животного. Исламские теологи выражают озабоченность тем,что клонирование людей нарушит и без того разрываемый противоречиями институтбрака. Индуисты и буддисты мучительно размышляют над тем, как соотнестиклонирование с проблемами кармы и дхармы.

Всемирная организация здравоохранения /ВОЗ/ такженегативно относится к клонированию собственно человека. Генеральный директорВОЗ Хироси Накадзима считает, что «использование клонирования дляпроизводства человека неприемлемо с этической точки зрения». СпециалистыВОЗ исходят из того, что применение метода клонирования к людям нарушило бытакие фундаментальные принципы медицинской науки и права, как уважениечеловеческого достоинства и безопасность человеческого генетическогопотенциала.

Вместе с тем ВОЗ не против исследований в областиклонирования клеток, поскольку это могло бы принести пользу, в частности, длядиагностики и изучения рака. Не возражают медики и против клонированияживотных, которое может содействовать изучению болезней, поражающих людей. Приэтом ВОЗ считает, что хотя клонирование животных способно принести существенныевыгоды медицине, нужно быть все время начеку, помня о возможных негативныхпоследствиях — таких, например, как перенос заразных болезней от животныхчеловеку.

Опасения, высказываемые по поводу клонирования всовременных культурах Запада и Востока, вполне объяснимы. Как бы суммируя их,известный французский цитобиолог Пьер Шамбон предлагает ввести 50-летниймораторий на вторжение в хромосомы человека, если это не направлено наустранение генетических дефектов и заболеваний.

А вот еще вопрос не из маловажных: клонируется лидуша? Можно ли вообще считать искусственного человека личностью, наделенной ею?

Точка зрения церкви на этот счет абсолютно однозначна.«Даже если такой искусственный человек будет создан руками ученых, у негоне будет души, а значит, это не человек, а зомби», — считает священникХрама Вознесения Христова отец Олег.

Но и в возможность создания клонированного человекапредставитель церкви не верит, так как убежден, что только Бог может сотворитьчеловека. «Чтобы в клетке ДНК, помимо чисто биологических и механическихсоединений начался процесс роста живого человеческого существа, наделенногодушой, в этом должен участвовать святой дух, а такого при искусственномзарождении жизни нет».

Хабаровские цитологи.

Вопросами цитологии и гистологии в Хабаровском краезанимались сотрудники Медицинского института (ныне ДальневосточныйГосударственный Медицинский Университет – ДВГМУ).

У истоков стоял Алов Иосиф Александрович, заведующийкафедрой гистологии в 1952 – 1961 гг. С 1962 по 1982 гг. заведовал лабораториейгистологии в Институте Морфологии Человека АМН СССР в г. Москва.

Ныне кафедру гистологии возглавляет Рыжавский БорисЯковлевич (с 1979 года), защитивший докторскую диссертацию в 1985 году.

Основными направлениями работы кафедры гистологииявляются следующие:

—     овариоэктология (удаление яичника)и её влияние на формирование нормальной морфологии коры больших полушарий употомства (определяют особые количественные показатели, например, ростовыеиндексы и т.п.)

—     влияние алкоголя и ноотропныхпрепаратов на потомство

—     исследование плаценты и еёпатологий в ходе эмбриогенеза и влияние этих отклонений на дальнейшийонтогенез.

Используются главным образом классическиегистологические методики для решения этих задач.

Также вопросами, связанными с клеткой и тканями,занимается Центральная научно-исследовательская лаборатория (ЦНИЛ) при ДВГМУ,возглавляемая профессором Сергеем Серафимовичем Тимошиным, под руководством которого защищены 3 докторских и 18 кандидатских диссертаций. По его инициативеи непосредственном участии в Хабаровском крае была создана первая радиоиммунологическая лаборатория. Внедрена в практику здравоохранения методикаопределения гормонов и биологически-активных веществ радио иммунным ииммуноферментным методами, что позволяет осуществлять раннюю диагностику рядазаболеваний, в том числе онкологических.

Заключение.

Клетка – это самостоятельное живое существо. Онапитается, двигается в поисках пищи, выбирает, куда идти и чем питаться,защищается и не пускает внутрь из окружающей среды неподходящие вещества исущества. Всеми этими способностями обладают одноклеточные организмы, например,амёбы. Клетки, входящие в состав организма, специализированы и не обладаютнекоторыми возможностями свободных клеток.

Клетка – самая мелкая единица живого, лежащая в основестроения и развития растительных и животных организмов нашей планеты. Онапредставляет собой элементарную живую систему, способную к самообновлению,саморегуляции, самовоспроизведению. Клетка является основным «кирпичикомжизни». Вне клетки жизни нет.

Живая клетка является основой всех форм жизни на Земле– животной и растительной. Исключения – а, как известно, исключения лишний разподтверждают правила – составляют лишь вирусы, однако и они не могутфункционировать вне клеток, которые представляют собой «дом», где «живут» этисвоеобразные биологические образования.

Список используемой литературы:

1. Батуева А.С.«Биология. Человек», учебник для 9 класса.

2. Вернандский В.И.«Проблемы биогеохимии».

3. Воронцов Н.Н.,Сухорукова Л.Н. «Эволюция органического мира».

4. Дубинин Н.,Губарев В. «Нить жизни».

5. Затула Д.Г.,Мамедова С.А. «Вирус – друг или враг?».

6. Карузина И.П.«Учебное пособие по основам генетики».

7. Либерман Е.А.«Живая клетка».

8. Полянский Ю.И.«Общая биология», учебник для 10-11 классов.

9. Прохоров А.М.«Советский энциклопедический словарь».

10.   Скулачёв В. «Рассказы обиоэнергетике».

11.   Хрипкова А.Г., Колесов Д.В., МироновВ.С., Шепило И.Н. «Физиология человека».

12.   Цузмер А.М., Петришина О.Л.«Биология, человек и его здоровье».

13.   Чухрай Е.С. «Молекула, жизнь,организм».

14.   Штрбанова С. «Кто мы? Книга о жизни,клетках и учёных».

Источник: www.ronl.ru

Строение животной клетки

Сложноорганизованный животный организм состоит из большого количества тканей. Форма и назначение клетки зависит от вида ткани, в состав которой она входит. Несмотря на их разнообразие, можно обозначить общие свойства в клеточном строении:

  • мембрана состоит из двух слоёв, которые отделяют содержимое от внешней среды. По своей структуре она эластична, поэтому клетки могут иметь разнообразную форму;
  • цитоплазма находится внутри клеточной мембраны. Это вязкая жидкость, которая постоянно двигается;
  • ядро – имеет большие размеры, по сравнению с растениями. Располагается в центре, внутри него находится ядерный сок, ядрышко и хромосомы;
  • митохондрии состоят из множества складок – крист;
  • эндоплазматическая сеть имеет множество каналов, по ним питательные вещества поступают в аппарат Гольджи;
  • комплекс трубочек, именуемый аппаратом Гольджи, накапливает питательные вещества;
  • лизосомы регулируют количество углеродов и других питательных веществ;
  • рибосомы расположены вокруг эндоплазматической сети. Их наличие делает сеть шероховатой, гладкая поверхность ЭПС свидетельствует об отсутствии рибосом;
  • центриоли – особые микротрубочки, которые отсутствуют у растений.

Строение животной клетки

Рис. 1. Строение животной клетки.

Функции органоидов клетки

Каждый органоид выполняет определённые функции, совместная их работа составляет единый сплочённый организм. Так, например:

  • клеточная мембрана обеспечивает транспортирование веществ внутрь клетки и из неё;
  • внутри ядра находится генетический код, который передаётся из поколения в поколение. Именно ядро регулирует работу других органелл клетки;
  • энергетическими станциями организма являются митохондрии. Именно здесь образуется вещество АТФ, при расщеплении которого выделяется большое количество энергии.

Строение клетки сообщение

Рис. 2. Строение митохондрий

  • на стенках аппарата Гольджи синтезируются жиры и углеводы, которые необходимы для построения мембран других органоидов;
  • лизосомы расщепляют ненужные жиры и углеводы, а также вредные вещества;
  • рибосомы синтезируют белок;
  • клеточный центр (центриоли) играют важную роль в образовании веретена деления во время митоза клетки.

Центриоли

Рис. 3. Центриоли.

Источник: obrazovaka.ru

Клетка – сложная физиологическая система, в которой происходят основные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и преобразование энергии, рост, размножение, раздражение и т.д. В природе существуют как многоклеточные организмы, так и одноклеточные. В зависимости от выполняемых функций клетки отличаются по размерам, формам, количеству и т.д., но все они в организме имеют практически одинаковое строение. Общими элементами строения клетки являются:

  • наружная мембрана;
  • цитоплазма;
  • рибосомы;
  • митохондрии;
  • эндоплазматическая сеть;
  • комплекс Гольджи;
  • ядро.

Строение клетки

Итак, давайте подробнее рассмотрим каждый элемент строения клеточки:

наружная мембрана – оболочка, покрывающая клетку. В этой оболочке имеются поры, через которые осуществляется обмен веществами.

цитоплазма – жидкое наполнение клетки. Этот элемент включает в себя коллоидный раствор и набор структурных образований: рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть. Данные структурные элементы являются общими для всех клеток.

рибосомы – эти элементы находятся как в цитоплазме, так и в ядре. Они отвечают за синтез белков.

митохондрии – отвечают за образование энергии, так называемые энергетические центры клетки.

эндоплазматическая сеть – это совокупность невидимых соединений, которые связывают между собой все части. Внутри эндоплазматической сети осуществляется синтез жиров и углеводов, а по каналам сети внутри клетки происходит обмен веществами

комплекс Гольджи – выполняет функцию накопления внутри себя ферментов и гормонов.

ядро – обязательный для большинства клеток компонент, главнейший элемент строения клетки. Имеются в природе ряд организмов, в клетках которых не обнаружено структурно оформленного ядра, но в цитоплазме присутствуют все элементы, которые содержатся в ядре. Такими организмами являются некоторые бактерии и вирусы. Ядро играет важную роль в синтезе белков, несет в себе генетическую информацию и в нем заложены процессы формирования индивидуальных особенностей организма. В свою очередь внутри ядра имеются: ядрышко, рибосомы и хроматин. Эти элементы несут в себе генетическую информацию и играют важнейшую роль в делении клетки и преобразовании веществ.

Строению клеток живых организмов характерно наличие в составе лизосом – пузырьков в веществе цитоплазмы, отвечающих за расщепление питательных веществ. Для растительных клеток имеются свои характерные структурные элементы – пластиды, которые отвечают за преобразование веществ и хранение пигментов.

Источник: www.zoonoz.ru