Основные положения клеточной теории, биология

Основные положения клеточной теории, Биология Основные положения клеточной теории, Биология

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 227.

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 227.

В середине XIX века были сформулированы основные положения клеточной теории, объединяющие все накопленные знания о клетке. С развитием науки теория неоднократно пересматривалась и редактировалась.

Клетку обнаружил Роберт Гук, рассматривая под микроскопом в 1665 году срез пробкового дерева. Однако интенсивное изучение клетки началось только в 1830-х годах, когда появились мощные микроскопы. В это же время была окончательно сформирована цитология – наука о строении и жизнедеятельности клеток бактерий, растений и животных.

Основные положения клеточной теории, БиологияРис. 1. Роберт Гук.

Положения клеточной теории были сформулированы в 1839 году Шлейденом и Шванном. Учёные впервые доказали, что клетка – структурная единица любого организма, и, несмотря на специфические различия, клетки бактерий, растений, животных имеют схожее строение.

Основные положения клеточной теории, БиологияРис. 2. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн.

Клеточная теория сформировалась на основе накопленных к середине XIX века знаний и с развитием цитологии дополнялась в ХХ веке. История становления клеточной теории представлена в таблице.

Год Учёный Заслуги
1828 Основоположник эмбриологии Карл Бэр Открыл яйцеклетки человека и установил, что развитие организма начинается с одной оплодотворённой клетки
1831 Ботаник Роберт Броун Детально описал ядро
1838 Ботаник Маттиас Шлейден Обнаружил, что ткани растений состоят из клеток
1839 Цитолог Теодор Шванн Доказал клеточное строение тканей животных, установил, что клетка – основа живых существ
1855 Врач Рудольф Вирхов Клетки размножаются делением
1878 Ботаник Иван Чистяков Открыл митоз в растительных клетках
1882 Биолог Вальтер Флемминг Наблюдал мейоз у клеток животных
1888 Ботаник Эдуард Страсбургер Наблюдал мейоз у клеток растений

В ХХ веке изучение клетки стало более доступным, т.к. появились усовершенствованные микроскопы. Современные электронные микроскопы доступны даже студентам и позволяют подробно рассматривать срезы жгутиков, переносчиков белков, мембранные структуры.

Основные положения клеточной теории, БиологияРис. 3. Современные микроскопы.

Клеточная теория рассматривает клетку в качестве структурной единицы всего живого мира и обобщает знания о клеточном строении.

Кратко об основных положениях современной клеточной теории:

  • клетка – целостная живая структура, состоящая из связанных между собой элементов – органелл;
  • любые клетки (эукариоты, прокариоты) сходны по строению, химическому составу, метаболизму, функциям;
  • клетка – сложная самостоятельная система, способная к саморегуляции, обновлению, воспроизведению;
  • клетки размножаются только бесполым путём – делением;
  • клетки хранят генетическую информацию и передают её потомкам;
  • клетка – структурная единица многоклеточного организма;
  • клетка осуществляет рост, развитие, обмен веществ и энергии в многоклеточном организме;
  • специализированные клетки формируют ткани, из которых состоят взаимосвязанные органы;
  • клетка является доказательством единства всего живого мира.

Несмотря на значительный вклад в цитологию Шванн и Шлейдер ошибочно полагали, что клетки образуются из межклеточного вещества, а все клеточные процессы происходят в оболочке.

Развитие цитологии имеет важное значение для биологических наук. Знания цитологии повлияли на становление и развитие генетики, эмбриологии, биотехнологий. Благодаря полученным сведениям о клетке успешно развивается современная генная инженерия.

Из урока узнали об истории становления клеточной теории – учёных и их открытиях, повлиявших на развитие цитологии – науки о клетке. Рассмотрели основные тезисы клеточной теории, сформулированные в настоящее время.

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

    Пока никого нет. Будьте первым!

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 227.

А какая ваша оценка?

Гость завершил

Тест «Портрет»с результатом 13/14

Гость завершил

Тест «Каша из топора»с результатом 4/8

Гость завершил

Тест «Собачье сердце»с результатом 15/15

Гость завершил

Тест «Пиковая дама»с результатом 11/14

Гость завершил

Тест на тему “Манометр”с результатом 4/5

Гость завершил

Тест «Бесприданница»с результатом 6/15

Гость завершил

Тест «Биография Державина»с результатом 4/12

Гость завершил

Тест «Выстрел»с результатом 12/13

Не подошло? Напиши в х, чего не хватает!

Основные положения клеточной теории, ее значение

Все живые организмы состоят из клеток — из одной клетки (одноклеточные организмы) или многих (многоклеточные). Клетка — это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Существуют неклеточные организмы (вирусы), но они могут размножаться только в клетках.

Существуют организмы, вторично потерявшие клеточное строение (некоторые водоросли). История изучения клетки связана с именами ряда ученых. Р. Гук впервые применил микроскоп для исследования тканей и на срезе пробки и сердцевины бузины увидел ячейки, которые и назвал клетками. Антони ван Левенгук впервые увидел клетки под увеличением в 270 раз. М. Шлейден и Т.

Шванн явились создателями клеточной теории. Они ошибочно считали, что клетки в организме возникают из первичного неклеточного вещества. Позднее Р. Вирхов сформулировал одно из важнейших положений клеточной теории: «Всякая клетка происходит из другой клетки…» Значение клеточной теории в развитии науки велико.

Стало очевидно, что клетка — это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Она их главный компонент в морфологическом отношении; клетка является эмбриональной основой многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки — зиготы; клетка — основа физиологических и биохимических процессов в организме.

Клеточная теория позволила прийти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и еще раз подтвердила 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 взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Значение клеточной теориив развитии науки состоит в том, что благодаря ей стало понятно, что клетка – это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Она их главный «строительный» компонент, клетка является эмбриональной основой многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки – зиготы.

Клетка – основа физиологических и биохимических процессов в организме, т.к. на клеточном уровне происходят, в конечном счёте, все физиологически и биохимические процессы. Клеточная теория позволила придти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и ещё раз подтвердила единство всего органического мира.

Все живые организмы состоят из клеток – из одной клетки (простейшие) или многих (многоклеточные). Клетка – это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Существует эволюционно неклеточные организмы (вирусы), но и они могут размножаться только в клетках.

Различные клетки отличаются друг от друга и по строению, и по размерам (размеры клеток колеблются от 1мкм до нескольких сантиметров – это яйцеклетки рыб и птиц), и по форме (могут быть круглые как эритроциты, древовидные как нейроны), и по биохимическим характеристикам (например, в клетках, содержащих хлорофолл или бактериохлорофилл, идут процессы фотосинтеза, которые невозможны при отсутствии этих пигментов), и по функциям (различают половые клетки – гаметы и соматические – клетки тела, которые в свою очередь подразделяются на множество разных типов).

8. Гипотезы происхождения эукариотических клеток: симбиотическая, инвагинационная, клонирования.

Наиболее популярна в настоящее время симбиотическая гипотеза происхождения эукариотических клеток, согласно которой основой, или клеткой-хозяином, в эволюции клетки эукариотического типа послужил анаэробный прокариот, способный лишь к амебоидному движению.

Переход к аэробному дыханию связан с наличием в клетке митохондрии, которые произошли путем изменений симбионтов — аэробных бактерий, проникших в клетку-хозяина и сосуществовавших с ней.

Основные положения клеточной теории, Биология

Сходное происхождение предполагают для жгутиков, предками которых служили симбионты-бактерии, имевшие жгутик и напоминавшие современных спирохет.

Приобретение клеткой жгутиков имело наряду с освоением активного способа движения важное следствие общего порядка.

Предполагают, что базальные тельца, которыми снабжены жгутики, могли эволюционировать в центриоли в процессе возникновения механизма митоза.

Читайте также:  Биосфера — живая оболочка земли - биология

Способность зеленых растений к фотосинтезу обусловлена присутствием в их клетках хлоропластов. Сторонники симбиотической гипотезы считают, что симбионтами клетки-хозяина, давшими начало хлоропластам, послужили прокариотические синезеленые водоросли.

Серьезным доводом в пользу симбиотического происхождения митохондрий, центриолей и хлоропластов является то, что перечисленные органеллы имеют собственную ДНК. Вместе с тем белки бациллин и тубулин, из которых состоят жгутики и реснички соответственно современных прокариот и эукариот, имеют различное строение.

Центральным и трудным для ответа является вопрос о происхождении ядра. Предполагают, что оно также могло образоваться из симбионта-прокариота.

Увеличение количества ядерной ДНК, во много раз превышающее в современной эукариотической клетке ее количество в митохондрий или хлоропласте, происходило, по-видимому, постепенно путем перемещения групп генов из геномов симбионтов.

Нельзя исключить, однако, что ядерный геном формировался путем наращивания генома клетки-хозяина (без участия симбионтов).

Согласно инвагинационной гипотезе, предковой формой эукариотической клетки был аэробный прокариот. Внутри такой клетки-хозяина находилось одновременно несколько геномов, первоначально прикреплявшихся к клеточной оболочке.

Органеллы, имеющие ДНК, а также ядро, возникли путем впячивания и отшнуровывания участков оболочки с последующей функциональной специализацией в ядро, митохондрий, хлоропласты.

В процессе дальнейшей эволюции произошло усложнение ядерного генома, появилась система цитоплазматических мембран.

Инвагинационная гипотеза хорошо объясняет наличие в оболочках ядра, митохондрий, хлоропластов, двух мембран. Однако она не может ответить на вопрос, почему биосинтез белка в хлоропластах и митохондриях в деталях соответствует таковому в современных прокариотических клетках, но отличается от биосинтеза белка в цитоплазме эукариотической клетки.

Клонирование. В биологии – метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Именно так, на протяжении миллионов лет, размножаются в природе многие виды растений и некоторых животных.

Однако сейчас термин “клонирование” обычно используется в более узком смысле и означает копирование клеток, генов, антител и даже многоклеточных организмов в лабораторных условиях.

Появившиеся в результате бесполого размножения экземпляры по определению генетически одинаковы, однако и у них можно наблюдать наследственную изменчивость, обусловленную случайными мутациями или создаваемую искусственно лабораторными методами.

Термин “клон” как таковой происходит от греческого слова “klon”, что означает – веточка, побег, черенок, и имеет отношение, прежде всего, к вегетативному размножению. Клонирование растений черенками, почками или клубнями в сельском хозяйстве известно уже тысячи лет.

При вегетативном размножении и при клонировании гены не распределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются в полном составе. Только у животных все происходит иначе. По мере роста клеток животных происходит их специализация, то есть клетки теряют способность реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре многих поколений.

Теория – Биология в лицее №389 "ЦЭО"

Краткая история цитологии. Создание светового
микроскопа. Световая микроскопия – специфический метод цитологии. Работы Р.
Гука, А. ван Левенгука, К. Ф. Вольфа.

Универсальность клеточной организации,
гомологичность растительных и животных клеток. Основные положения клеточной
теории Т. Шванна и М. Шлейдена. Работы Р. Вирхова («каждая клетка от клетки»).

Клетка как элементарная биологическая система.

Цитология – наука о клетке. Современные методы
изучения клетки: электронная микроскопия, биохимические и биофизические методы,
биотехнологические методы, использование компьютерных технологий.

Современное определение клетки. Основные типы клеток
(эукариотический и прокариотический). Животные и растительные клетки.

Структурные компоненты эукариотической клетки: ядро,
плазмалемма и цитоплазма. Ядро – строение и функции; ядерная оболочка,
хроматин, ядрышко, ядерный матрикс. Плазмалемма (плазматическая мембрана) –
строение и функции. Клеточные оболочки.

Цитоплазма; цитоплазматический матрикс,
цитоскелет, органоиды и включения. Немембранные органоиды; рибосомы, клеточный
центр и органоиды движения. Одномембранные органоиды; эндоплазматическая сеть,
аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, сферосомы, вакуоли; вакуолярная система
клетки.

Двумембранные органоиды; митохондрии и пластиды.

Прокариотическая клетка. Нуклеоид, кольцевая
хромосома. Отсутствие постоянных одномембранных и двумембранных органоидов.
Мезосомы.

2.1 Краткая история
цитологии

Открытие и дальнейшее изучение клетки стало возможным
только после изобретения микроскопа. Это связано с тем, что человеческий глаз
не способен различать объекты с размерами менее 0,1 мм, что составляет 100
микрометров (сокращ. микрон или мкм). Размеры же клеток (а тем более,
внутриклеточных структур) существенно меньше.

Например, диаметр животной клетки
обычно не превышает 20 мкм, растительной – 50 мкм, а длина хлоропласта
цветкового растения – не более 10 мкм. С помощью светового микроскопа можно
различать объекты диаметром в десятые доли микрона. Поэтому световая
микроскопия
является основным, специфическим методом изучения клеток.

Примечание. 1 миллиметр (мм) = 1.000
микрометров (мкм) = 1.000.000 нанометров (нм). 1 нанометр = 10 ангстрем (Å). Одному ангстрему примерно соответствует диаметр
атома водорода.

Первые оптические приборы (простые линзы, очки, лупы)
были созданы еще в XII веке. Но сложные оптические
трубки, состоящие из двух и более линз, появляются только в конце XVI века. В изобретении светового микроскопа принимали
участие Галилео Галилей, отец и сын Янсены и другие ученые. Первые микроскопы
использовались для изучения самых разнообразных объектов.

В середине XVII в.
выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук, изучая
микроскопическое строение пробки, установил, что она состоит из замкнутых
пузырьков, или ячеек, разделенных общими перегородками – стенками. Р. Гук
назвал эти ячейки клетками (лат. – cellula). В дальнейшем Р.

Гук изучал срезы живых стеблей и
обнаружил в них аналогичные ячейки, которые, в отличие от мертвых клеток пробки,
были заполнены «питательным соком». Свои наблюдения Р. Гук изложил в своем
труде «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших телец при
помощи увеличительных стекол» (1665).

В 1671 г. М. Мальпиги (Италия) и Н. Грю (Англия),
изучая анатомическое строение растений, пришли к выводу, что все растительные ткани
состоят из пузырьков-клеток. Термин «ткань» («кружево») впервые употребил Н.
Грю. В работах Р. Гука, М. Мальпиги и Н. Грю клетка рассматривается как
элемент, как составная часть ткани, которая не может существовать вне ткани,
вне организма.

Однако голландский
микроскопист–любитель Антонио ван Левенгук (1680) наблюдал одноклеточные
организмы (инфузории, саркодовые, бактерии) и другие формы одиночных клеток
(форменные элементы крови, сперматозоиды). Позже (в XVIII в.) Л. Спалланцани открыл деление одноклеточных
организмов. В дальнейшем на основании исследований отдельных клеток
сформировались представления о клетке как элементарном организме.

Академик Российской Академии наук Каспар Фридрих
Вольф
(1759) установил, что клетка есть единица роста, то есть рост
организмов сводится к образованию новых клеток.

Долгое время изучались только клетки растений. Лишь в
1830-е гг.

чешский гистолог Ян Пуркинье, немецкий физиолог Иоганнес Мюллер и
другие исследователи показали, что клеточная организация является
универсальной
и для животных тканей, а немецкий физиолог Теодор Шванн
доказал гомологичность растительных и животных клеток. До начала XIX в.

считалось, что происхождение волокон и сосудов не
связано с деятельностью клеток. Однако, изучая структуру хряща и хорды, Т.
Шванн показал, что коллагеновые волокна являются производными клеток. В своих
работах Т. Шванн широко использовал термин cytos (от греч. «полость») и его производные.

2.2 Основные положения клеточной теории

В 1838-1839 гг. Теодор Шванн и немецкий ботаник
Маттиас Шлейден сформулировали основные положения клеточной теории:

1. Клетка есть единица структуры. Все живое состоит из
клеток и их производных. Клетки всех организмов гомологичны.

2. Клетка есть единица функции. Функции целостного
организма распределены по его клеткам. Совокупная деятельность организма есть
сумма жизнедеятельности отдельных клеток.

3. Клетка есть единица роста и развития. В основе
роста и развития всех организмов лежит образование клеток.

Клеточная теория Шванна–Шлейдена принадлежит к
величайшим научным открытиям XIX в. В то же время, Шванн и Шлейден
рассматривали клетку лишь как необходимый элемент тканей многоклеточных
организмов. Вопрос о происхождении клеток остался нерешенным (Шванн и Шлейден
считали, что новые клетки образуются путем самозарождения из живого вещества).

Только немецкий врач Рудольф Вирхов (1858-1859
гг.) доказал, что каждая клетка происходит от клетки.

В конце XIX в.
окончательно формируются представления о клеточном уровне организации жизни.
Немецкий биолог Ганс Дриш (1891) доказал, что клетка – это не элементарный
организм, а элементарная биологическая система. Постепенно формируется
особая наука о клеткецитология.

Дальнейшее развитие цитологии в XX в. тесно связано с разработкой современных методов
изучения клетки
: электронной микроскопии, биохимических и биофизических
методов, биотехнологических методов, компьютерных технологий и
других областей естествознания.

Читайте также:  Классы Хрящевые рыбы и Костные рыбы, Биология

Современная цитология изучает строение и
функционирование клеток, обмен веществ в клетках,
взаимоотношения клеток с внешней средой, происхождение клеток в филогенезе и
онтогенезе, закономерности дифференцировки клеток.

В настоящее время принято
следующее определение клетки:

Клетка – это элементарная биологическая система,
обладающая всеми свойствами и признаками жизни. Клетка есть единица структуры,
функции и развития организмов.

2.3 Единство и разнообразие клеточных типов

Существует два основных морфологических типа клеток,
различающиеся по организации генетического аппарата: эукариотический и прокариотический.
В свою очередь, по способу питания различают два основных подтипа
эукариотических клеток: животную (гетеротрофную) и растительную
(автотрофную).

Эукариотическая клетка состоит из трех основных структурных компонентов:
ядра, плазмалеммы и цитоплазмы.

Эукариотическая клетка отличается от остальных типов
клеток, в первую очередь, наличием ядра. Ядро – это место
хранения, воспроизведения и начальной реализации наследственной информации.
Ядро состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и ядерного
матрикса
.

Плазмалемма
(плазматическая мембрана) – это биологическая мембрана,
покрывающая всю клетку и отграничивающая её живое содержимое от внешней среды.
Поверх плазмалеммы часто располагаются разнообразные клеточные оболочки
(клеточные стенки). В животных клетках клеточные оболочки, как правило,
отсутствуют.

Цитоплазма
это часть живой клетки (протопласта) без плазматической мембраны и ядра.
Цитоплазма пространственно разделена на функциональные зоны (компартменты), в
которых протекают различные процессы.

В состав цитоплазмы входят: цитоплазматический
матрикс
, цитоскелет, органоиды и включения (иногда
включения и содержимое вакуолей к живому веществу цитоплазмы не относят). Все
органоиды клетки делятся на немембранные, одномембранные и двумембранные.

Вместо термина «органоиды» часто употребляют устаревший термин «органеллы».

К немембранным органоидам эукариотической
клетки относятся органоиды, не имеющие собственной замкнутой мембраны, а
именно: рибосомы и органоиды, построенные на основе тубулиновых
микротрубочек – клеточный центр (центриоли) и органоиды
движения
(жгутики и реснички). В клетках большинства одноклеточных
организмов и подавляющего большинства высших (наземных) растений центриоли
отсутствуют.

К одномембранным органоидам относятся: эндоплазматическая
сеть
, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, сферосомы,
вакуоли и некоторые другие.

Все одномембранные органоиды связаны между
собой в единую вакуолярную систему клетки. В растительных клетках
настоящие лизосомы не обнаружены.

В то же время в животных клетках отсутствуют
настоящие вакуоли.

К двумембранным органоидам относятся митохондрии
и пластиды. Эти органоиды являются полуавтономными, поскольку обладают
собственной ДНК и собственным белоксинтезирующим аппаратом. Митохондрии имеются
практически во всех эукариотических клетках. Пластиды имеются только в
растительных клетках.

Прокариотическая клетка не имеет оформленного ядра – его функции выполняет нуклеоид,
в состав которого входит кольцевая хромосома.

В прокариотической клетке отсутствуют
центриоли
, а также одномембранные и двумембранные органоиды – их
функции выполняют мезосомы (впячивания плазмалеммы).

Рибосомы, органоиды
движения и оболочки прокариотических клеток имеют специфическое строение.

Клеточная теория, клеточное строение

ivroz

Клетка представляет собой элементарную структурно-функциональную единицу организма.

Значение клеточной теории и история открытия

Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Матиас Шлейден, Теодор Шванн и Рудольф Вирхов сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838).

Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

Основные положения клеточной теории

  1. Клетка — элементарная единица живого, основная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов.

  2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов имеют общее происхождение и сходны по своему строению и химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.

  3. Размножение клеток происходит путем их деления. Новые клетки всегда возникают из предшествующих клеток.

Дополнительные положения клеточной теории

  1. В основе деления клетки и размножения организмов лежит копирование наследственной информации – молекул нуклеиновых кислот (“каждая молекула из молекулы”).

  2. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системе тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (регуляция).

Клеточное строение

  • Эукариотная клетка
    • Клеточная оболочка – состоит из наружной мембраны (плазмолемма) и наружного слоя, который представлен гликокаликсому животных, а у растений – целлюлозной оболочкой.
    • Цитоплазма – в ней
      • Клеточная матрица (цитозоль, гиалоплазма) – полужидкая среда цитоплазмы. Представляет собой коллоидный раствор, содержит органические и не органические компоненты. В ~ распложены органоиды и включения.
      • Органоиды – постоянные составные части клетки, имеющие определённое строение и выполняющие определённые функции.
        • Мембранные
          • Одномембранные
          • Двумембранные
        • Немембранные
      • Включения – временные структуры клетки, выполняющие следующие функции: 1) запас питательных в-в (зёрна крахмала, гликогена, капли жира), 2) продукты экскреции, 3) молекулы пигментов (меланин).

Клеточная оболочка состоит из гликокаликса, плазмалеммы и расположенного под ней кортикального слоя цитоплазмы. Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной. Это биологическая мембрана, толщиной около 10 нанометров. Функции: 1) разграничительная и 2) транспортная. На сохранение целостности своей мембраны клетка не тратит энергии.

Гликокаликс представляет собой закреплённые в плазмалемме молекулы олигосахаридов, полисахаридов, гликопротеинов и гликолипидов. Гликокаликс выполняет рецепторную функцию.

  • Плазматическая мембрана животных клеток в основном состоит из фосфолипидов и липопротеидов с вкрапленными в нее молекулами белков, в частности, поверхностных антигенов и рецепторов.
  • Эндоплазматическая сеть – система переходящих друг в друга мембранных отсеков (трубок и цистерн), которая называется эндоплазматическим ретикулумом (или эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС).
  • Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены рибосомы, относят к гранулярному (или шероховатому) эндоплазматическому ретикулуму, на его мембранах происходит синтез белков.
  • Те образования, на стенках которых нет рибосом, относят к гладкому (или агранулярному) ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов.
  • Внутренние пространства гладкого и гранулярного ЭПР не изолированы, а переходят друг в друга и сообщаются с просветом ядерной оболочки.

Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. Здесь созревают некоторые белки, синтезированные на мембранах гранулярного ЭПР и предназначенные для секреции или образования лизосом.

Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма.

В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК.

В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации, после чего выходят в цитоплазму. Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками.

Рибосома — важнейший органоид живой клетки сферической или слегка овальной формы, состоящий из большой и малой субъединиц. Рибосомы служат для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК, или мРНК. Этот процесс называется трансляцией.

Синтез рибосом у эукариот происходит в специальной внутриядерной структуре — ядрышке.

Лизосома — клеточный органоид, один из видов везикул, содержащий ряд ферментов — гидролаз, способных расщеплять белки, липиды и нуклеиновые кислоты, функциями которого являются переваривание захваченных клеткой частиц и уничтожение ненужных клетке структур.

Эти ферменты высвобождаются при разрушении лизосомы, так как она обладает весьма непрочной мембраной, легко разрывающейся под влиянием различных воздействий. Этот механизм лежит в основе автолиза тканей.

Разрыв лизосомы и выход в гиалоплазму расщепляющих ферментов сопровождается резким повышением их активности. Такого рода повышение активности ферментов наблюдается, например, в очагах некроза при инфаркте миокарда.

Читайте также:  Оплодотворение - биология

Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит также за счет энзиматических (ферментативных) систем митохондрий.

Внутренняя полость митохондрий, называемый матриксом отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство.

Внутренняя мембрана митохондрии образует складки, так называемые кристы. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ.

Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии.

Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответсвующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии.

Хлоропла́ст — зелёные пластиды, которые встречаются только в растительных клетках. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл. Являются двумембранными органеллами, имеют собственную ДНК, РНК. Предполагают, что хлоропласты возникли из цианобактерий.

Лейкопла́сты — бесцветные сферические пластиды в клетках растений. Лейкопласты образуются в запасающих тканях (клубнях, корневищах), клетках эпидермиса и других частях растений.

Синтезируют и накапливают крахмал (так называемые амилопласты), жиры, белки. Лейкопласты содержат ферменты, с помощью которых из глюкозы, образованной в процессе фотосинтеза, синтезируется крахмал.

На свету лейкопласты превращается в хлоропласты.

Хромопла́ст (окрашенные пласты) — окрашенные незелёные тела, заключающиеся в телах высших растений, в отличие от зелёных тел (хлоропластов).

Xромопласты содержат жёлтые, оранжевые и красноватые пигменты из ряда каротинов. Форма хромопластов разнообразна: они бывают круглые, многоугольные, палочковидные, веретенообразные, серповидные, трёхрогие и т. д.

Xромопласты происходят большей частью из хлоропластов (хлорофилльных зёрен), которые теряют хлорофилл и крахмал, что заметно в лепестках, в ткани плодов и т. д. Развитие каротина в хлоропласте понятно из того, что первый в них содержится вместе с хлорофиллом.

Так же как и у хлоропластов, у хромопластов пигмент образует в протоплазматической, бесцветной основе лишь отдельные включения, причем иногда в виде настоящих кристаллов, игольчатых, волосовидных, прямых или изогнутых и т. д.

Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных (у растений центриолей нет). Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована девятью наборами микротрубочек. Количество микротрубочек в наборе может колебаться для разных организмов от 1 до 3.

Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. В ходе митоза они расходятся к разным концам клетки, формируя полюса веретена деления.

После цитокинеза каждая дочерняя клетка получает по одной центриоли, которая удваивается к следующему делению.

Удвоение центриолей происходит не делением, а путем синтеза новой структуры, перпендикулярной существующей.

Цитоскелет. К элементам цитоскелета относят белковые фибриллярные структуры, расположенные в цитоплазме клетки: микротрубочки, актиновые и промежуточные филаменты.

Микротрубочки принимают участие в транспорте органелл, входят в состав жгутиков, из микротрубочек строится митотическое веретено деления. Актиновые филаменты необходимы для поддержания формы клетки, псевдоподиальных реакций.

Роль промежуточных филаментов, по-видимому, также заключается в поддержании структуры клетки. Белки цитоскелета составляют несколько десятков процентов от массы клеточного белка.

Вакуоль — ограниченный мембраной органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ). Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент. Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений.

Сравнение клеточного строения растений, животных, грибов

Органоид Функция Бактерии Растения Животные
Ядро Хранение наследственной информации, синтез РНК Нет Есть Есть
Хромосома Наследственный материал, состоящий из линейной ДНК Нет Есть Есть
Рибосомы Органеллы, состоящие из двух частей, производят синтез белка Есть Есть Есть
Митохондрии Органеллы, покрытые двойной мембраной, синтезируют АТФ Нет Есть Есть
Комплекс Гольджи Производит синтез сложных белков, полисахаридов, их накопление и секрецию Нет Есть Есть
Эндоплазматическая сеть Производит синтез и транспорт белков и липидов Нет Есть Есть
Центриоль Во время деления клетки образует веретено деления Нет Нет Есть
Хлоропласты Производят синтез органических веществ из воды и углекислого газа с выделением кислорода Нет Есть Нет
Лейкопласты Производят накопление крахмала Нет Есть Нет
Хромопласты Придают окраску плодам и цветкам растения, т.к. содержат ксантофилл Нет Есть Нет
Лизосомы Производят расщепление различных органических веществ Нет Нет Есть
Клеточная оболочка Полисахаридная оболочка над клеточной мембраной, защищающая клетку Есть Есть Нет
Вакуоли 1. Накапливают клеточный сок 2. Переваривают частички пищи или выводят продукты распада (у одноклеточных) Нет Есть (1) Есть (2)
Цитоскелет Придаёт форму клетке Нет Есть Есть
Органеллы для перемещения Служат для перемещения в пространстве (реснички и др.) Есть Нет Есть
Мезосомы Осуществляют дыхание и синтез органических веществ Есть Нет Нет

Конспект Клеточная теория

Клеточная теория – обобщенные представления о строении, размножении клеток и их роли в формировании многоклеточного организма.

1665 год Роберт Гук – наблюдение клетки 1838 Теодор Шванн – обобщение наблюдений

Определение клетки

Клетка – это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурированная система биополимеров и их макромолекулярных комплексов, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы.

Клетка – самоподдерживающаяся и самовоспроизводящаяся система биополимеров

Основные положения клеточной теории:

  1. Клетка – элементарная единица живого.

  2. Клетка – единая система, включающая множество закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц – органелл или органоидов (компартментов).

  3. Гомологичность. Клетки сходны (гомологичны) по основным свойствам и строению.

  4. Деление клеток (клетка от клетки). Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала.

  5. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция). Клетка в многоклеточном организме – единица функционирования и развития.

  6. Тотипотентность. Клетки многоклеточных организмов тотипотентны – равнозначны по генетической информации, но отличаются экспрессией генов. Это приводит к дифференцировке клеток (морфологическое и функциональное разнообразие)

Прокариотическая клетка

Прокариотические клетки – клетки бактерий и сине-зеленых водорослей

Основные структуры прокариотической клетки:

  • (как правило) Клеточная стенка/оболочка
  • Плазматическая мембрана – белково-липидная структура, отделяющая содержимое клетки от внешней среды.
  • Цитоплазма – внутренняя среда клетки.
  • Нуклеоид – структура неправильной формы с генетическим материалом.
  • Рибосомы – немембранный органоид, на котором происходит синтез белка.
  • Внутриклеточные мембранные системы – развиваются за счет плазматической мембраны.

Эукариотическая клетка

Эукариотическая клетка – клетка, содержащая морфологически выраженное ядро.

Основные структуры эукариотической клетки:

Плазматическая мембрана – барьерно-рецепторно-транспорт­ная система клетки.

Клеточное ядро – система хранения, воспроизведения и реализа­ции генетической информации

Цитоплазма – внутреннее содержимое клетки. Компоненты цитоплазмы – гиалоплазма и органеллы.

  • Гиалоплазма – растворимый компонент цитоплазмы, система основного промежуточного обмена.
  • Органеллы:
  • Мембранные органеллы (компартменты):
  • Одномембранные:
  • вакуолярная система – система синтеза и внутриклеточного транспорта белковых биополимеров и генезиса многих клеточных мембран (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, вакуоли)

Двумембранные:

  • митохондрии – органеллы энергообеспечения клетки за счет синтеза АТФ
  • пластиды растительных клеток – система синтеза АТФ и фото­синтеза

Немембранные органеллы:

  • рибосомы – элементарные клеточные маши­ны синтеза белка
  • цитоскелет – опорно-двигательная система клетки (микротрубочки, микрофилламенты)

Общность и различие прокариотической и эукариотической клетки

Отличия клетки эукариот от прокариотической клетки:

  • Наличие ядра
  • Развитая система связанных друг с другом мембранных органоидов
  • Большой размер

Общие признаки:

  • Плазматическая мембрана с функцией переноса веществ из клетки в клетку.
  • Схожесть основных биохимических процессов (синтез белка, РНК, репликация ДНК и др.)
Ссылка на основную публикацию