Клетка

 Исторические открытия
                                                                                            
1609 - изготовлен первый микроскоп (Г. Галилей)

1665 - обнаружена клеточная структура пробковой ткани (Р. Гук)

1674 - открыты бактерии и простейшие (А. Левенгук)

1676 - описаны пластиды и хроматофоры (А. Левенгук)

1831 - открыто клеточное ядро (Р. Броун)

1839 - сформулирована клеточная теория  (Т. Шванн, М. Шлейден)

1858- сформулировано положение "Каждая клетка из клетки" (Р. Вирхов)

1873 - открыты хромосомы  (Ф. Шнейдер)

1892 - открыты вирусы (Д. И. Ивановский)

1931 - сконструирован электронный микроскоп (Е. Руске, М.Кноль)

1945 - открыта эндоплазматическая сеть (К. Портер)

1955 - открыты рибосомы (Дж. Палладе)




Раздел:Учение о клетке
Тема: Клеточная теория. Прокариоты и эукариоты

Клетка (лат."цкллюла" и греч. "цитос") - элементарная жи
вая система, основная структурная единица растительных и животных организмов, способная к самовозобнавлению, саморегуляции и самовоспроизведению. Открыта английский ученым  Р. Гуком в 1663г., им же предложена этот термин. Клетка эукариотов представлена двумя системами - цитоплазмой и ядром. Цитоплазма состоит из различных органелл, которые можно классифицировать  на: двухмембраные  - митохондрии и пластиды;  и одномембранные - эндоплазматическая сеть (ЭПС), Аппарат Гольджи, плазмалемма, тонопласты, сферосомы, лизосомы; немембранные - рибосомы, центросомы, гиалоплазма. Ядро состоит из ядерной оболочки (двухмембранной) и немембранных структур - хромосом, ядрышка и ядерного сока. Кроме того, в клетках имются различные включения.


 КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ: Создатель этой теории - немецкий ученый Т. Шванн, который опираясь на работы М. Шлейдена, Л. Окена, в 1838 -1839 гг. сформулировал следующие положения:

  1. все организмы растений  и животных состоят из клеток
  2. каждая клетка функционирует независимо от других,  но вместе со всеми
  3. все клетки возникают из безструктурного вещества неживой материи.
 Позднее Р. Вирхов ( 1858 ) внес существенное уточнение в последнее положение теории:
     4. все клетки возникают только из клеток путем их деления.


СОВРЕМЕННАЯ КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ:

  1. клеточная организация возникла на заре жизни и прошла длительный путь эволюции от прокариотов до эукариотов, от предклеточных организмов до одно- и многоклеточных.
  2. новые клетки образуются путем деления от ранее существовавших
  3. клетка является микроскопической живой системой, состоящей из цитоплазмы и ядра, окруженных мембраной(за исключением прокариотов)
  4. в клетке осуществляются : 
  • метаболизм - обмен веществ;
  • обратимые физиологические процессы - дыхание, поступление и выделение веществ, раздражимость , движение;
  • необратимые процессы - рост и развитие.
    5. клетка может быть самостоятельным организмом. Все многоклеточные организм также состоят из клеток и их производных. Рост, развитие и размножение  многоклеточного организма - следствие жизнедеятельности одной или нескольких клеток.



Прокариоты (предъядерные, доядерные) составляют надцарство, включающее одно царство - дробянки, объединяющее подцарство архебактерии, бактерии и оксобактерии (отдел цианобактерий и хлороксибактерии)

Эукароты(ядерные) также составляют надцарство. Оно объединяет царства грибы, животные, растения.
 

Особенности строения прокариотической и эукариотической клетки.

Признак
прокариоты
эукариоты
 1 особенности строения
 
Наличие ядра
обособленного ядра нет
морфологически обособленное ядро, отделенное от цитоплазмы двойной мембраной 
Число хромосом и их строение 
 у бактерий - одна кольцевая хромосома, прикрепленная к мезосоме - двухцепочечная ДНК  не связанная с белками- гистонами. У цианобактерий - несколько хромосом в центре цитоплазмы
 Определенное для каждого вида. Хромосомы линейные, двухцепочная ДНК  связана с белками-гистонами
Плазмиды

Наличие ядрышка
 имеются

 отсутствуют
имеются у митохондрий и пластид

 имеются
 Рибосомы мельче чем у эукариотов. Распределены по цитоплазме. Обычно свободные, но могут быть связаны с мембранными структурами. Составляют до 40% массы клетки
 крупные, находятся в цитоплазме в свободном состоянии или связаны с мембранами эндоплазматического ретикулюма. В пластидах и митохондриях тоже содержатся рибосомы.
Одномембранны замкнутые органеллы
 отсутствуют. их функции выполняют выросты клеточной мембраны
Многочисленны: эндоплазматический ретикулюм, аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы т.д.
 Двухмембранные органеллы
Отсутствуют
 Митохондрии - у всех эукариотов; пластиды - у растений
  Клеточный центр
 Отсутствует
 Имеется в клетках животных, грибов; у растений - в клетках водорослей и мхов
 Мезосома Имеется у бактерий. Участвует в деление клетки и метаболизме. 
 Отсутствует
 Клеточная стенка
 У бактерий содержит муреин, у цианобактерий - целлюлозу, пектиновые вещества, немного муреина
У растений - целлюлозная, у грибов - хитиновая, у животных клеток клеточной стенки нет
 Капсула или слизистый слой
 Имеется у некоторых бактерий Отсутствует
   
 Жгутикипростого строения, не содержат микротрубочек. Диаметр 20 нм
 Сложного строения, содержат микротрубочки (подобные микротрубочкам центриолей)  Диаметр 200 нм
 Размер клеток
 Диаметр 0,5 - 5 мкм  Диаметр обычно до 50мкм. Объем может превышать  объем прокариотической клетки более чем в тысячу раз.
  2. Особенности жизнедеятельности клетки
 
 Движение цитоплазмы
Отсутствует
 Наблюдается часто
 Аэробное клеточное дыхание
У бактерий - в мезосомах; у цианобактерий - на цитоплазматических мембранах
 Происходит в митохондриях
 Фотосинтез Хлоропластов нет. Происходит на мембранах, не имеющих специфические формы
 В хлоропластах, содержащих специальные мембраны, собранные в граны
  Фагоцитоз и пиноцитоз
 Отсутствует (невозможен из - за наичия жесткой клеточной стенки)
 Свойствен клеткам животных,  у растений и грибов отсутствует
 Спорообразование Часть представителей способна образовывать споры из клетки. Они предназначены только для перенесения неблагоприятных условий среды, поскольку имеют толстую стенку
 Спорообразование свойственно растениям и грибам . Споры предназначены для размножения
 Способы деления клетки
 Равновеликое бинарное поперечное деление, редко - почкование (почкующиеся бактерии). Митоз и мейоз отсутствуют
Митоз, мейоз, амитоз




Тема: Строение и функции клетки

 


                          Растительная клетка :                                              Животная клетка :








Строение клетки. Структурная система цитоплазмы

 Органеллы Строение
 Функции
 Наружная клеточная мембрана

 ультромикроскопическая пленка, состоящая из бимолекулярного слоя липидов. Цельность липидного слоя может прерываться белковыми молекулами - порами. Кроме того, белки лежат мозаично по обе стороны мембраны, образуя ферментные системы.
 изолирует клетку от окружающей среды, обладает избирательной проницаемостью, регулирует процесс поступления веществ в клетку; обеспечивает обмен веществ и энергии с внешней средой, способствует соединению клеток в ткани, участвует в пиноцитозе и фагоцитозе; регулирует водный баланс клетки и выводит из нее конечные продукты жизнедеятельности.
 Эндоплазматичкская сеть ЭПС

 Ультрамикроскопическая система мембран, образующих трубочки, канальцы, цистерны пузырьки. Строение мембран универсальное, вся сеть объединена в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки и наружной клеточной мембраной. Гранулярная ЭПС несет рибосомы, гладкая лишена их.
Обеспечивает транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками.  Делит клетку на отдельные секции, в которых одновременно происходят различные физиологические  процессы и химические реакции. Гранулярная ЭПС участвует в синтезе белка. В каналах ЭПС молекулы белка приобретают вторичную, третичную и четвертичную структуры, синтезируются жиры, транспортируется АТФ
 Митохондрии

 Микроскопические органеллы, имеющие двухмембраное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя - образует различной формы выросты - кристы. В матриксе митохондрий (полужидкое вещество) находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК. Размножаются делением.
Универсальная органелла, являющаяся дыхательным и энергетическим центром. В процессе кислородного этапа диссимиляции в матриксе с помощью ферментов происходит  расщеплении органических веществ с освобождением энергии, которая идет на синтез  АТФ (на кристах)
 Рибосомы

 Ультрамикроскопические органеллы округлой или грибовидной формы, состоящие из двух частей- субъединиц. Они не имеют мембранного строения и состоят из белка и рРНК. Субъединицы образуются в ядрышке. Объединяются вдоль молекул иРНК в цепочки -полирибосомы - в цитоплазме Универсальные органеллы всех клеток животных и растений. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или на мембранах ЭПС; кроме того, содержаться в митохондриях и хлоропластах. В рибосомах синтезируются белки по принципу матричного синтеза; образуется полипептидная цепочка - первичная структура молекулы белка.
 Лейкопласты


 Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внутренняя мембрана образует 2-3 выроста Форма округлая. Бесцветны. Как и все пластиды, способны к делению.Характерны для растительных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен. На свету их строение усложняется и они преобразуют  в хлоропласты. Образуются из пропластид.
 Аппарат Гольджи (диктиосома)

 микроскопические одномембранные органеллы, состоящие из стопочки плоских цистерн, по кроям которых ответвляются трубочки, отделяющие мелкие пузырьки. Имеет два полюса : строительный и секреторный наиболее подвижная и изменяющаяся органелла. В цистернах накапливаются продукты синтеза, распада и вещества, поступившие в клетку, а так же вещества, которые выводятся из клетки. Упакованные в пузырьки, они поступают в цитоплазму. в растительной клетке участвуют в построении клеточной стенки.
 Хлоропласты
 Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана образует систему  двухслойных пластин - тилакоидов  стромы и тилакоидов гран.  В мембранах тилакоидов гран между слоями молекул белков и липидов           сосредоточены  пигменты - хлорофилл и каротиноиды. В белково - липидном матриксе находятся собственные рибосомы, ДНК, РНК. Форма хлоропластов чечевицеобразная. Окраска зеленая.
 Характерны для растительных клеток. Органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (СО2 и Н2О) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла  органические вещества - углеводы и свободный кислород. Синетз собственных белков. Могут образовываться из пропластид или лейкопластов, а осенью преобразоваться в хромопласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья). Способны к делению.
 Хромопласты

Микр-ие органеллы, имеющие двухмембранное строение. Собственно хромопласты имеют  шаровидную форму, а образовавшиеся из хлоропластов принимают форму кристаллов каротиноидов, типичную для данного вида растения. Окраска красная. оранжевая, желтая 
 Характерны для растительных клеток.  Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых -  опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах,  отделяющихся от растения, содержатся кристаллические каротиноиды - конечные продукты обмена
 Лизосомы   

   Микроскопические одномембраные органеллы  округлой формы. их число зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. в лизосомах находится лизируещее (растворяющее) ферменты, синтезированные на рибосомах. обособляются от диктисом в виде пузырьков                      
 Переваривание пищи, попавшей в животную клетку при фагоцитозе. защитная функция. в клетках любых организмов осуществляют автолиз(саморастворение органелл), особенно в условиях пищегого или кислородного голодания. у растений органеллы растворяются при образовании пробковой ткани, сосудов, древесины, волокон.



 Клеточный центр   
(Центросома)

  Ультромикроскопическая органелла немембраного строения. состоит из двух центриолей. каждая имеет цилиндрическую форму ,  стенки образованы девятью                           триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. центриоли расположены перпендикулярно друг другу. 
     Принимает участие в деление клеток животных и низших растений . в начале деления центриоли расходятся к разным полюсам клетки. от центриолей к центромерам хромосом отходят нити веретена деления. в анафазе эти нити притягиваются хроматидами к полюсам. после окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваиваются и образуют клеточный центр.
 Органоиды движения
реснички - многочисленные цитоплазматические выросты на поверхности мембраны

жгутики - еди
ничные цитоплазматические  выросты на поверхности клетки

ложные ножки (псевдоподии)- амебовидные выступы цитоплазмы




миофибриллы - тонкие нити длиной 1 см и более

цитоплазма осуществляющая струйчатое и круговое движение
 удаление частичек пыли. передвижение



передвижение


образуются у одноклеточных животных в разных местах цитоплазмы для захвата пищи, для передвижения. Характерны для лейкоцитов крови, а так же клеток энтодермы кишечнополостных.

служат для сокращения мышечных волокон


перемещение органелл клетки по отношению к источнику света, тепла, химического раздражителя.