Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

Цитология – наука, изучающая клетку. урок. Биология 9 Класс

Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

На уроке мы узнаем историю возникновения цитологии, вспомним понятие клетки, рассмотрим, какой вклад внесли различные ученые в развитие цитологии.

Понятие «клет­ка» мы уже хо­ро­шо зна­ем из преды­ду­щих клас­сов, это струк­тур­ная еди­ни­ца жи­во­го, тот кир­пи­чик, ко­то­рый лежит в ос­но­ве всей жизни на земле (рис. 1).

Рис. 1. Клетка – структурная единица живого (Источник)

Все живые су­ще­ства, за ис­клю­че­ни­ем ви­ру­сов, со­сто­ят из кле­ток. Но для уче­ных про­шло­го кле­точ­ное стро­е­ние живых ор­га­низ­мов было не таким оче­вид­ным, как для нас с вами.

Наука, изу­ча­ю­щая клет­ку,ци­то­ло­гия, сфор­ми­ро­ва­лась лишь к се­ре­дине XIX века.

Без зна­ния о том, от­ку­да бе­рет­ся жизнь, что яв­ля­ет­ся ее мель­чай­шей еди­ни­цей, вплоть до Сред­не­ве­ко­вья по­яв­ля­лись тео­рии о том, на­при­мер, что ля­гуш­ки про­ис­хо­дят от грязи, а мыши за­рож­да­ют­ся в гряз­ном белье (рис. 2). 

Рис. 2. Теории Средневековья (Источник)

«Гряз­ное белье сред­не­ве­ко­вой науки» пер­вым «раз­во­ро­шил» в 1665 г. ан­глий­ский есте­ство­ис­пы­та­тель Ро­берт Гук (рис. 3).

Рис. 3. Роберт Гук (Источник) 

Он впер­вые рас­смот­рел и опи­сал обо­лоч­ки рас­ти­тель­ных кле­ток. А уже в 1674 г. его гол­ланд­ский кол­ле­га Ан­то­ни ван Ле­вен­гук (рис. 4) пер­вым раз­гля­дел под са­мо­дель­ным мик­ро­ско­пом неко­то­рых про­стей­ших и от­дель­ные клет­ки жи­вот­ных, такие как эрит­ро­ци­ты и спер­ма­то­зо­и­ды.

Рис. 4. Антони ван Левенгук (Источник)

Ис­сле­до­ва­ния Ле­вен­гу­ка ка­за­лись со­вре­мен­ни­кам на­столь­ко фан­та­сти­че­ски­ми, что в 1676 году Лон­дон­ское ко­ро­лев­ское об­ще­ство, куда он от­сы­лал ре­зуль­та­ты своих ис­сле­до­ва­ний, очень силь­но в них за­со­мне­ва­лось. Су­ще­ство­ва­ние од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов и кле­ток крови, на­при­мер, никак не укла­ды­ва­лось в рамки то­гдаш­ней науки.

Чтобы осмыс­лить ре­зуль­та­ты труда гол­ланд­ско­го уче­но­го, по­тре­бо­ва­лось несколь­ко веков. Толь­ко к се­ре­дине XIX в. немец­кий уче­ный Тео­дор Шванн, ос­но­вы­ва­ясь на тру­дах сво­е­го кол­ле­ги Ма­тти­а­са Шлей­де­на (рис. 5), сфор­му­ли­ро­вал ос­нов­ные по­ло­же­ния кле­точ­ной тео­рии, ко­то­рой мы поль­зу­ем­ся и по сей день.

Рис. 5. Теодор Шванн и Маттиас Шлейден (Источник) 

Шванн до­ка­зал, что клет­ки рас­те­ний и жи­вот­ных имеют общий прин­цип стро­е­ния, по­то­му что об­ра­зу­ют­ся оди­на­ко­вым спо­со­бом; все клет­ки са­мо­сто­я­тель­ны, а любой ор­га­низм – это со­во­куп­ность жиз­не­де­я­тель­но­сти от­дель­ных групп кле­ток (рис. 6).

Рис. 6. Эритроциты, деление клетки, молекула ДНК (Источник) 

Даль­ней­шие ис­сле­до­ва­ния уче­ных поз­во­ли­ли сфор­му­ли­ро­вать ос­нов­ные по­ло­же­ния со­вре­мен­ной кле­точ­ной тео­рии:

  1. Клет­ка – уни­вер­саль­ная струк­тур­ная еди­ни­ца жи­во­го.
  2. Клет­ки раз­мно­жа­ют­ся путем де­ле­ния (клет­ка от клет­ки).
  3. Клет­ки хра­нят, пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют, ре­а­ли­зу­ют и пе­ре­да­ют на­след­ствен­ную ин­фор­ма­цию.
  4. Клет­ка – это са­мо­сто­я­тель­ная био­си­сте­ма, от­ра­жа­ю­щая опре­де­лен­ный струк­тур­ный уро­вень ор­га­ни­за­ции живой ма­те­рии.
  5. Мно­го­кле­точ­ные ор­га­низ­мы – это ком­плекс вза­и­мо­дей­ству­ю­щих си­стем раз­лич­ных кле­ток, обес­пе­чи­ва­ю­щих ор­га­низ­му рост, раз­ви­тие, обмен ве­ществ и энер­гии.
  6. Клет­ки всех ор­га­низ­мов сход­ны между собой по стро­е­нию, хи­ми­че­ско­му со­ста­ву и функ­ци­ям.

Клет­ки чрез­вы­чай­но раз­но­об­раз­ны. Они могут раз­ли­чать­ся по струк­ту­ре, форме и функ­ци­ям (рис. 7).

Рис. 7. Разнообразие клеток (Источник) 

Среди них есть сво­бод­но жи­ву­щие клет­ки, ко­то­рые ведут себя как особи по­пу­ля­ций и видов, как са­мо­сто­я­тель­ные ор­га­низ­мы. Их жиз­не­де­я­тель­ность за­ви­сит не толь­ко от того, как ра­бо­та­ют внут­ри­кле­точ­ные струк­ту­ры, ор­га­но­и­ды.

Они сами вы­нуж­де­ны до­бы­вать себе пищу, пе­ре­ме­щать­ся в окру­жа­ю­щей среде, раз­мно­жать­ся, то есть дей­ство­вать как ма­лень­кие, но вполне са­мо­сто­я­тель­ные особи. Таких сво­бо­до­лю­би­вых од­но­кле­точ­ных очень много. Они вхо­дят во все цар­ства кле­точ­ной живой при­ро­ды и на­се­ля­ют все среды жизни на нашей пла­не­те.

В мно­го­кле­точ­ном ор­га­низ­ме клет­ка яв­ля­ет­ся его ча­стью, из кле­ток об­ра­зу­ют­ся ткани и ор­га­ны.

Раз­ме­ры кле­ток могут быть очень раз­ны­ми – от одной де­ся­той мик­ро­на и до 15 сан­ти­мет­ров – таков раз­мер яйца стра­у­са, пред­став­ля­ю­ще­го собой одну клет­ку, а вес этой клет­ки – пол­то­ра ки­ло­грам­ма. И это да­ле­ко не пре­дел: яйца ди­но­зав­ров, к при­ме­ру, могли до­сти­гать в длину целых 45 сан­ти­мет­ров (рис. 8).

Рис. 8. Яйцо динозавра (Источник) 

Обыч­но у мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов раз­ные клет­ки вы­пол­ня­ют раз­лич­ные функ­ции. Клет­ки, сход­ные по стро­е­нию, рас­по­ло­жен­ные рядом, объ­еди­нен­ные меж­кле­точ­ным ве­ще­ством и пред­на­зна­чен­ные для вы­пол­не­ния опре­де­лен­ных функ­ций в ор­га­низ­ме, об­ра­зу­ют ткани (рис. 9).

Рис. 9. Образование ткани (Источник) 

Жизнь мно­го­кле­точ­но­го ор­га­низ­ма за­ви­сит от того, на­сколь­ко сла­жен­но ра­бо­та­ют клет­ки, вхо­дя­щие в его со­став.

По­это­му клет­ки не кон­ку­ри­ру­ют между собой, на­про­тив, ко­опе­ра­ция и спе­ци­а­ли­за­ция их функ­ций поз­во­ля­ет ор­га­низ­му вы­жить в тех си­ту­а­ци­ях, в ко­то­рых оди­ноч­ные клет­ки не вы­жи­ва­ют.

У слож­ных мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов – рас­те­ний, жи­вот­ных и че­ло­ве­ка – клет­ки ор­га­ни­зо­ва­ны в ткани, ткани – в ор­га­ны, ор­га­ны – в си­сте­мы ор­га­нов. И каж­дая из этих си­стем ра­бо­та­ет на то, чтобы обес­пе­чить су­ще­ство­ва­ние це­ло­му ор­га­низ­му.

Несмот­ря на все раз­но­об­ра­зие форм и раз­ме­ров, клет­ки раз­ных типов схожи между собой.

Такие про­цес­сы, как ды­ха­ние, био­син­тез, обмен ве­ществ, идут в клет­ках неза­ви­си­мо от того, яв­ля­ют­ся ли они од­но­кле­точ­ны­ми ор­га­низ­ма­ми или вхо­дят в со­став мно­го­кле­точ­но­го су­ще­ства.

Каж­дая клет­ка по­гло­ща­ет пищу, из­вле­ка­ет из нее энер­гию, из­бав­ля­ет­ся от от­хо­дов об­ме­на ве­ществ, под­дер­жи­ва­ет по­сто­ян­ство сво­е­го хи­ми­че­ско­го со­ста­ва и вос­про­из­во­дит саму себя, то есть осу­ществ­ля­ет все про­цес­сы, от ко­то­рых за­ви­сит ее жизнь.

Все это поз­во­ля­ет рас­смат­ри­вать клет­ку как осо­бую еди­ни­цу живой ма­те­рии, как эле­мен­тар­ную живую си­сте­му (рис. 10).

Рис. 10. Схематический рисунок клетки (Источник) 

Все живые су­ще­ства, от ин­фу­зо­рии до слона или кита, са­мо­го круп­но­го на се­го­дняш­ний день мле­ко­пи­та­ю­ще­го, со­сто­ят из кле­ток.

Раз­ни­ца лишь в том, что ин­фу­зо­рии – са­мо­сто­я­тель­ные био­си­сте­мы, со­сто­я­щие из одной клет­ки, а клет­ки кита ор­га­ни­зо­ва­ны и вза­и­мо­свя­за­ны как части боль­шо­го 190-тон­но­го це­ло­го.

Со­сто­я­ние всего ор­га­низ­ма за­ви­сит от того, как функ­ци­о­ни­ру­ют его части, то есть клет­ки.

Список литературы

  1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. – Дрофа, 2009.
  2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/ Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005
  3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет                            

  1. Krugosvet.ru (Источник). 
  2. Uznaem-kak.ru (Источник). 
  3. Mewo.ru (Источник). 

Домашнее задание

  1. Что изучает цитология?
  2. Каковы основные положения клеточной теории?
  3. Чем различаются клетки?

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/9-klass/bkletochnyj-urovenb/tsitologiya-nauka-izuchayuschaya-kletku?seconds=0

§ 4. Цитология – наука, изучающая клетку. Многообразие клеток

Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

Своеобразным “кирпичиком” живой природы является клетка – элементарная, но довольно сложная биосистема. Эукариотические клетки чрезвычайно разнообразны.

1)  Что изучает цитология? Что вам известно о развитии науки цитологии? Какова роль приборов в изучении клетки?

  • Ответ: Цитология изучает состав, строение и функции клеток. Приборы, в частности микроскоп, играют важную роль в развитии цитологии, посколько позволяют рассмотреть строение клеток.

2) Среди перечисленных ниже клеток выпишите те, которые: а) входят в состав многоклеточного организма; б) являются свободноживущими организмами.

  • Ответ:
    1) Инфузория туфелька6) Эритроцит
    2) Лейкоцит7) Хламидомонада
    3) Клетки полости рта8) Яйцеклетка
    4) Малярийный плазмодий9) Сувойка
    5) Клетки эпидермиса
    а) 2,3,5,6,8б) 1,4,7,9

3) Дополните определение.

  • Ответ: Клетки, сходные по строению, расположенные рядом, объелиненные межклеточным веществом и выполняющие определенные функции, образуют ткани и органы. Ткани растений и животных, которые выполняют защитные функции, называют защитный (кожный) покров.

4) Вы знаете, что у животных различаются четыре типа тканей. К какому типу относятс:

а) Кровь

б) Верхний слой кожи

в) Клетки мозга

г) Прямую мышцу спины человека

д) Обонятельные клетки носовой полости

е) Подкожную клетчатку

ж) Тромбоцит

  • Ответ:а) Соединительнаяб) Эпителиальнаяв) Нервнаяг) Мышечнаяд) Нервнаяе) Соединительнаяж) Клетки крови (соединительная)

5) Какие типы тканей характерны для:

а) листа яблони

б) коры клена

в) хвоинки сосны

г) клубня картофеля

д) ствола тополя?

  • Ответ:а) Лист яблони: снаружи покрыт эпидермисов – покровная ткань, между верхним и нижним эпидермисов находится ассимиляционная паренхима или хлоренхима, которая относится к основным тканям. Жилки листа представляют собой проводящие пучки, в состав которых входят проводящие элементы – ксилема и флоэма. Окружены пучки механической тканью.б) Кора клена состоит из проводящих элементов флоэмы, основной паренхимы, лубяных волокон. Если имеете ввиду наружный покров – это корка, которая представляет собой совокупность нескольких перидерм – покровная ткань.в) Хвоинки сосны имеют такое же строение, как и листья яблони. Отличие только в том, что под эпидермисов находится гиподерма (тоже покровная ткань), хлоренхима складчатая и имеются смоляные ходыд) Ствол тополя: снаружи покровная ткань – перидерма или корка, затем идет кора, которая имеет такое же строение как и кора клена, далее камбий (образовательная ткань). В состав древесины входит проводящая ткань (ксилема), основная паренхима (осевая и лучевая) и древесные волокна (механическая ткань). В центре сердцевина состоит из клеток основной паренхимы.

6) Докажите, что клетка – структурная и функциональная единица живых организмов.

  • Ответ: Клетка способна воспроизводить себе подобную клетку.

7) Напишите, как происходило развитие знаний о клетке. Отметьте основные этапы развития цитологических знаний.

  • Ответ: С создания микроскопа, далее открытие клетки, позднее создание клеточной теории, а дальше уже открытие мельчайших органоидов, биохимия и разумеется генетические открытия.

8) Внимательно прочитайте основные положения клеточной теории в учебнике, мысленно обозначьте их номерами. Отметьте, к каким из этих положений могут относиться следующие утверждения:

а) в клетках растений содержатся углеводы и различные минеральные соли

б) рост корня зависит от функционирования определенной его зоны

в) растения, животные, грибы и все живие существа на нашей планете состоят из клеток

  • Ответ: Все живое состоит из клеток (исключение: вирусы). Все физиологические проценны проиходят на уровне клетки, затем уже на уровне органа и организма. В основе любого патологического процесса лежит изменения в функциях и строении клеток. Деление проиходит на уровне клеток, рост есть увеличение числа клеток.

Источник: http://tetrab.ru/9-klass/biologiya1/rabochaya-tetrad-po-biologii-9-klass-kozlova-kumchenko/4.-citologiya-nauka-izuchayushhaya-kletku.-mnogoobrazie-kletok.html

Цитология – наука о строении и функции клеток

Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

Все живые организмы состоят из клеток – из одной (одноклеточные организмы) или многих (многоклеточные).

Определение 1

Наука, изучающая строение, химический состав, процессы жизнедеятельности и размножения клеток, называется цитология (от греч. сytos – клетка, logos – наука).

Предметом цитологии является клетка многоклеточных грибов, растений и животных, а также одноклеточные организмы (бактерии, одноклеточные грибы и водоросли, простейшие).

Цитология занимается изучением строения, химического состава и функций клеток, функций внутриклеточных структур, размножения и развития клеток, приспособление клеток к условиям внешней среды.

Современная цитология – комплексная наука. Она очень тесно связаны с другими биологическими науками: физиологией, ботаникой, зоологией, физиологией, эволюционным учением.

Существует общая и частная цитология.

Предметом исследования общей цитологии являются общие для большинства клеток элементы: их структура, функции, процессы метаболизма, реакция на повреждения и патологические изменения, приспособление к окружающим условиям.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

В частной цитологии исследует особенности каждого типа клеток в зависимости от их специализации (многоклеточные организмы) или эволюционной адаптации к внешней среде (бактерии).

Чёткие грани между цитологией, биохимией, биологией развития, молекулярной биологией и молекулярной биофизикой стёрлись благодаря новым методам изучения компонентов клетки, развитию и усовершенствованию исследований цитохимии, особенно ферментов, использованию при изучении процессов синтеза макромолекул клетки радиоактивных изотопов, внедрению методов электронной цитохимии, применению для изучения локализации индивидуальных белков клетки с помощью люминесцентного анализа меченых флюорохромами антител, методам препаративного и аналитического цинтрифугирования.

Современная цитология из суто морфологической науки смогла развиться в экспериментальную дисциплину, изучающую основные принципы деятельности клетки и, соответственно, основы жизни организмов.

При диагностике заболеваний человека и животных существенное значение имеют именно цитологические исследования.

Благодаря разработке Б.Гердоном методов пересадки ядер в клетки, соматической гибридизации клеток Х. Харрисом, Дж.Барски и Б. Эфрусси стало возможным изучение закономерностей реактивации генов, определение локализации многих генов в хромосомах человека.

Стало также возможным приблизиться к решению ряда практических заданий медицины и народного хозяйства (создание новых сельскохозяйственных культур). Методом гибридизации клеток создано технологию получения стационарных антител гибридных клеток, вырабатывающих специфические антитела (моноклональные антитела).

Они используются с целью определения ряда теоретических вопросов микробиологии, иммунологии, и вирусологии.

Замечание 1

Сейчас стали примененять эти клоны для усовершенствования диагностики и лечения заболеваний человека.

Цитологический анализ клеток больных (часто после их культивирования вне организма) важен при диагностировании некоторых наследственных болезней (пигментная ксеродерма, гликогенозы) и изучения их природы.

В перспективе предвидится так же использование цитологических достижений при лечении генетических заболеваний человека, профилактике наследственной патологии, созданияи новых высокопродуктивных штаммов бактерий, повышении урожайности растений.

Благодаря многогранности проблем исследования клетки, специфике и разнообразию методов её изучения, в цитологии сформировались шесть основных направлений:

  • Цитоморфологии, которая изучает особенности структурной организации клетки, основными методами исследования которой являются различные способы микроскопии, как фиксированной (светооптическая, электронная, поляризационная), так и живой клетки (темнопольний конденсор, фазово-контрастная и люминесцентная микроскопия);
  • Цитофизиологии, которая изучает жизнедеятельность клетки как единой живой системы, а также функционирование и взаимодействие её внутренних структур; для решения этих заданий используют различные экспериментальные приёмы вместе с методами культуры клеток и тканей, микрокиносъёмки;*
  • Цитохимии, которая исследует молекулярную организацию клетки и химические изменения во время процессов обмена веществ и функционирования клетк. Проводят цитохимические исследования светомикроскопическим и электронно-микроскопическим методами, методами ультрафиолетовой и интерференционной микроскопии, цитофотометрии, фракционного центрифугирования.
  • Цитогенетики, которая изучает функциональную и структурную и организацию хромосом эукариотов;
  • Цитоэкологии, которая исследует реакции клетки на влияние факторов окружающей среды и механизмы адаптации к ним;
  • Цитопатологии, которая изучает патологические процессы в клетке.*

Наряду с традиционными направлениями цитологии развиваются и новые, такие как цитопатология вирусов, ультраструктурная патология клеток, цитофармакология, онкологическая цитология и др.

Цитология преподаётся как самостоятельный раздел в курсе гистологии и биологии в медицинских и других высших учебных заведениях.

История развития учения о клетке

Цитология относится к молодым биологическим наукам, её возраст – около 100 лет. А возраст термина «клетка» – более 300 лет.

История изучения клетки связана с именами таких учёных, как Роберт Гук (впервые применил микроскоп для исследования тканей и на срезе пробки и сердцевины бузины увидел ячейки, которые назвал клетками), Антони ван Левенгук (впервые увидел клетки при увеличении в 270 раз и открыл одноклеточные организмы), Матиас Шлейден и Теодор Шванн (они стали творцами клеточной теории).

Клеточная теория получила дальнейшее развитие в работах учёных второй половины ХІХ столетия. Было открыто деление клетки и сформулировано положение о том, что каждая новая клетка образуется от такой же начальной клетки в результате её деления (Рудольф Вирхов, 1858).

Академик Российской Академии наук Карл Бер открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многочисленные организмы начинают своё развитие из одной клетки и этой клеткой является зигота. Открытие К.

Бера показало, что клетка – не только единица строения, но и единица развития всех живых организмов.

После работ Роберта Гука микроскоп начали широко использовать для научных исследований в биологии.

Исторически развитие цитологии тесно связано с созданием микроскопа и его усовершенствованием, развитием гистологических методов исследования.

В ХVII ст. наблюдения Р. Гука подтвердились и были развиты М. Мальпиги, Н. Грю, А. Левенгуком.

В процессе научно-технической революции середины ХХ ст. цитология бурно развивалась и ряд её представлений были пересмотрены.

Электронная микроскопия дала возможность изучить строение и много в чём раскрыть функции уже известных ранеее органоидов клетки. Связаны эти открытия с именами К. Портера, Дж. Пелейда, Х. Риса, В. Бернхарда, К. де Дюва и других известных учёных.

В результате изучения ультраструктуры клетки весь живой органический мир был разделён на прокариот и эукариот. Исследования молекулярной биологии показали единство для всех организмов (включая вирусы) механизмов синтеза белка и генетического кода.

Замечание 2

Изучение химической организации клетки привело к заключению, что в основе её жизни лежат именно химические процессы, что клетки всех организмов подобны по химическому составу, у них однотипно происходят основные процессы обмена веществ. Единство всего органического мира подтвердили данные о подобности химического состава клеток.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/citologiya_-_nauka_o_stroenii_i_funkcii_kletok/

Глава I. Общая часть

Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Наука о клетке (цитология)

Живой организм представляет собой сложную, постоянно развивающуюся целостную систему. Организм многоклеточного животного состоит из клеток и межклеточного вещества.

Клетка – это элементарная живая система. Она является основой строения, развития и жизнедеятельности всех животных и растительных организмов. Впервые это показал в 1839 г. основоположник клеточной теории немецкий ученый Т. Шванн. Клеточная теория является теоретической основой науки о тканях – гистологии.

До сих пор клеточная теория остается одним из глубочайших обобщений биологической науки, помогающим понимать единство органического мира и его эволюционное развитие. Клетки очень разнообразны по форме, величине, внутреннему устройству и функции.

Размеры клеток человека и млекопитающих колеблются от 7 (лимфоциты) до 200 (яйцеклетка) микрометров (мкм). Размножаются клетки делением. Если клетка в связи со специализацией теряет ядро (например, красная кровяная клетка – эритроцит), она утрачивает способность к размножению.

Физико-химические свойства клетки очень сложны. В состав ее входят белки, углеводы, липиды (жировые вещества), соли, ферменты и вода.

В клетке выделяют цитоплазму и ядро. Цитоплазма включает в себя гиалоплазму, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты – органеллы, а также непостоянные структуры, включения. К органеллам относятся митохондрии, внутренний сетчатый аппарат, клеточный центр (цитоцентр), зернистая и незернистая эндоплазматическая сеть, лизосомы и др. (рис. 1).

Рис. 1. Строение клетки (схема). 1 – цитолемма (оболочка клетки); 2 – цитоплазма; 3, 4 – мембраны эндоплазматической сети; 5 – рибосомы; 6 – митохондрии; 7 – сетчатый аппарат; 8 – цитоцентр (клеточный)г 9 – центросфера; 10, 11 – непостоянные включения (вакуоли, гранулы); 12 – внутриклеточные нити; 13 – ядро; 14 – ядерная оболочка; 15 – поры в ядерной оболочке; 16 – ядрышко

Ядро (nucleus) располагается, как правило, в центре клетки и отделено от цитоплазмы оболочкой. Оно имеет чаще всего шаровидную или вытянутую форму. Оболочка ядра (кариолемма) пронизана очень мелкими отверстиями, различимыми лишь при помощи электронного микроскопа. Через эти отверстия совершается, по-видимому, обмен крупными молекулами и их частями между ядром и цитоплазмой.

Содержимое ядра жидкое. Оно состоит из одного или нескольких плотных телец – ядрышек, не имеющих оболочек, и однородной кариоплазмы. В фиксированных препаратах выявляются зернышки и глыбки, обладающие способностью интенсивно окрашиваться. Они получили название хроматина. Нити, обнаруживаемые в фиксированных и окрашенных ядрах, называются ядерной сетью.

При электронной микроскопии в ядрышке выявляется зернистость, состоящая из зерен рибонуклеинопротеидной природы – рибосом. Основную массу ядра образуют сложные ядерные белки – нуклеопротеиды, причем ядрышко содержит рибонуклеопротеиды, а кариоплазма – главным образом дезоксирибонуклеопротеиды.

Ядро участвует в синтезе белка, процессах секреции, регуляции формообразовательных процессов и других функциях клетки.

Цитоплазма (cytoplasmа) отграничена клеточной оболочкой от окружающей среды и ядерной оболочкой – от содержимого ядра. В состав цитоплазмы входят клеточная оболочка и органеллы.

Клеточная оболочка (cytolemma) состоит из белковых и липидных молекул, обеспечивающих возможность прохождения в клетку и выхода из нее в окружающую среду веществ, растворимых в воде и жирах.

Органеллы – это постоянные специальные части клетки, с помощью которых она осуществляет свои функции.

Эндоплазматическая сеть образована двойными мембранами и представляет собой различного вида канальцы и полости, на стенках которых располагаются мельчайшие тельца – рибосомы.

Функциональное значение этой сети заключается в том, что в ней происходит синтез белка; особую роль в этих процессах играют рибосомы.

Они являются центрами синтеза белка и могут располагаться свободно в цитоплазме или быть связанными с мембранами цитоплазматической сети.

Митохондрии имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую из двух мембран. От внутренней мембраны отходят перегородки, разгораживающие содержимое митохондрии на ряд полостей, сообщающихся между собой.

Содержимое полостей называется матриксом. Митохондрии состоят из липопротеидов и богаты ферментами. Митохондрии считают энергетической системой клетки.

Оьта очень чувствительны к внешним воздействиям: реакции среды, осмотическому давлению, температуре и др.

Комплекс Гольджи, или внутренний сетчатый аппарат, впервые описан Гольджи в 1898 г. в нервных клетках спинномозговых узлов.

Он находится во всех клетках организма и при специальной обработке клетки имеет вид корзиночки или сетки, сплетенной из тонких нитей.

Внутриклеточный сетчатый аппарат, по-видимому, участвует в выделительной функции клетки, однако функциональное значение его окончательно не выяснено.

Цитоцентр, или клеточный центр, состоит из шаровидного плотного тела – центросферы, внутри которой лежат два плотных тельца – центриоли, связанные между собой перемычкой. В некоторых клетках от центриолей расходятся тонкие тяжи, образующие лучистую сферу. Клеточный центр располагается на некотором расстоянии от ядра. Он принимает участие в делении клетки.

Лизосомы – овальные или округлые образования с электронно плотным тонкозернистым содержимым. Они окружены мембраной и обладают гидролитической активностью. Их связывают с пищеварительной (фагоцитарной) активностью клетки.

Гиалоплазма – основная плазма цитоплазмы, является истинной внутренней средой клетки.

Внутриклеточные включения связаны с гиалоплазмой. Различают трофические включения – белки, жиры, гликоген, витамины, пигментные и экскреторные (подлежащие выделению) включения.

Клетка обладает основными жизненными свойствами: обменом веществ, чувствительностью и способностью к размножению. Клетка многоклеточного организма живет в среде, которую называют внутренней средой организма. К ней относятся кровь, лимфа и тканевая жидкость.

Из этой среды через оболочку в клетку поступают вещества, из которых строится тело клетки, неорганические соли, вода, витамины, гормоны и кислород, необходимый для одного из основных энергетических процессов в клетке – окисления. Второй энергетический процесс в клетке – гликолиз (гидролитическое расщепление углеводов) – протекает без участия кислорода.

Из клетки через оболочку выводятся продукты ее жизнедеятельности. Проницаемость оболочки клетки избирательна и меняется под влиянием различных факторов. Нормальная жизнедеятельность клетки осуществляется при определенной концентрации солей в окружающей среде (осмотическое давление).

Для клеток человека и млекопитающих эта концентрация равна приблизительно 0,9 % (концентрация изотонического раствора хлорида натрия). При повышении концентрации солей (гипертоническая среда) вода выходит из клетки и клетка сжимается, при понижении (гипотоническая среда) вода устремляется в клетку и происходит ее набухание.

Клетка может захватывать также крупные частицы (бактерии, фрагменты клеток) путем фагоцитоза, а макромолекулы и растворы – путем пиноцитоза. Фагоцитоз, или внутриклеточное пищеварение, был впервые описан И. И. Мечниковым. Он заключается в захвате частиц выростами цитоплазмы – псевдоподиями (ложноножки).

Поступившие в клетку частицы подвергаются действию ферментов. Особые клетки соединительной ткани, обладающие способностью к фагоцитозу, макрофаги – выводят из тканей конечные продукты распада и вещества, попавшие с пищей или через кожу.

Одним из основных проявлений жизнедеятельности клеток является секреция. Выделяемые клетками слизеподобные вещества (муцин и мукоиды) защищают ткани от механических повреждений и участвуют в формировании межклеточного вещества. Белковые секреты, к которым относятся пищеварительные ферменты и некоторые гормоны, участвуют в обмене веществ в организме.

Свойство клетки отвечать специфическими проявлениями жизнедеятельности на воздействие внешней среды называется раздражимостью. Мышечная, нервная и железистая ткани обладают высшей степенью раздражимости – возбудимостью. В нервной, мышечной и железистой тканях в ответ на раздражение возникает возбуждение.

Движение клеток может осуществляться различно. Наиболее распространенным является амебоидный вид движения: образуются выпячивания – ложноножки, направленные в сторону движения. Такой вид подвижности свойствен белым кровяным клеткам – лейкоцитам и блуждающим клеткам соединительной ткани – макрофагам (гистиоциты).

При регенерации (восстановление) тканей способность к такому виду движения приобретают почти все клетки животных и человека. Второй вид движения – скользящий – осуществляется без образования ложноножек. Такой вид движения отмечается у клеток соединительной ткани – фибробластов. Более высокая скорость движения достигается при помощи выростов тела клетки – жгутиков, или ресничек.

У человека жгутиковый тип движения сохранился у мужских половых клеток – сперматозоонов (спермий).

Все клетки многоклеточных животных и человека обладают способностью расти. Для большинства клеток нашего тела характерно постоянство размеров в течение всей жизни. При различных патологических процессах возможно увеличение размера клеток – гипертрофия.

Деление клеток в животном организме бывает трех видов: непрямое (митоз, кариокинез), мейоз (при образовании половых клеток) и прямое (амитоз). Непрямое, митотическое, деление клеток совершается сходно в клетках растительных и животных организмов (рис. 2).

Оно обеспечивает равномерное распределение ядерного вещества (хроматина) между двумя дочерними клетками. Это достигается тем, что к началу деления весь хроматин ядра концентрируется в особых структурах – хромосомах, которые затем расщепляются на две половины.

Половины хромосом расходятся по двум дочерним клеткам и формируют хроматин их ядер.

Рис. 2. Митотическое деление клетки (схема). 1 – клетка (интерфаза); 2 – профаза; 3, 4 – метафаза; 5, 6 – анафаза; 7 – телофаза; 8 – две клетки, образовавшиеся в результате деления

В митотическом делении выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Профаза характеризуется формированием в ядре хромосом в виде палочковидных или округлых телец. Клеточный центр увеличивается в размерах и локализуется около ядра.

Его центриоли удаляются друг от друга и располагаются на периферии центросферы. Профаза заканчивается формированием хромосом и исчезновением ядрышка. В метафазе происходят расщепление хромосом, исчезновение ядерной оболочки, в результате чего хромосомы свободно лежат в цитоплазме.

Клеточный центр превращается в веретенообразную фигуру (веретено деления), располагающуюся вдоль оси клетки, перпендикулярно плоскости ее будущего деления. Хромосомы образуют на экваторе веретена так называемую экваториальную пластинку, занимающую плоскость будущего деления клетки.

Метафаза заканчивается появлением на каждой хромосоме продольной щели. В анафазе дочерние хромосомы, возникшие при расщеплении материнских хромосом, расходятся к полюсам – центриолям веретена, образуя два одинаковых комплекса.

В телофазе формируются дочерние ядра и происходит деление тела клетки путем истончения центральной части клетки в плоскости, где располагается экваториальная пластинка.

Непрямое деление включает, кроме ядерных преобразований, ряд изменений в цитоплазме клетки, в частности в ее органеллах. Длительность митоза различна для разных видов клеток и может продолжаться от 30 мин до 3 ч.

Хромосомы являются важным видовым признаком. Хромосомный набор клеток данного организма характеризуется определенным числом хромосом и их формой. При созревании половых клеток число хромосом в результате так называемого мейотического деления сокращается вдвое.

При оплодотворении в результате слияния половых клеток восстанавливается полное число хромосом. Сокращенное число хромосом называется гаплоидным, полное – диплоидным. Диплоидное число хромосом у человека равно 46.

Искажение числа и формы хромосом можно наблюдать при злокачественном росте тканей.

Митотическое деление имеет большое значение в передаче наследственных признаков, так как дочерние клетки приобретают хромосомный аппарат, совершенно идентичный материнскому.

В настоящее время экспериментально доказано (преимущественно на вирусах, фагах, бактериях), что процессы наследственности связаны с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК).

Гистохимические исследования митотически делящихся клеток показали, что вся ДНК ядра в профазе концентрируется в хромосомах.

Прямое деление клетки (амитоз) обнаружено во всех тканях живого организма. Амитотическое деление начинается с деления ядрышек путем перешнуровки. Сначала делится перетяжкой на две части ядро, затем цитоплазма. В некоторых случаях деления цитоплазмы не происходит и образуются многоядерные клетки.

Вопрос о длительности жизни клеток окончательно не решен. Для некоторых клеток срок их жизни установлен довольно точно. Так, клетки эпидермиса живут от 3 до 7 дней, эритроциты – до 4 мес. Считают, что срок жизни мышечных и нервных клеток совпадает со сроком жизни всего организма.

Выделяют три формы морфологического процесса отмирания: пикноз – уплотнение и уменьшение ядра с утратой его зернистости, кариорексис – распад содержимого ядра на зернышки и кариолизис – растворение ядра до состояния бледной, постепенно исчезающей тени.

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Источник: https://zinref.ru/000_uchebniki/03200medecina/000_03_anatomia_i_fiziologia_vorobiova_1981/004.htm

Биология в лицее

Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

Наука, изучающая клетки, называется цитологией. Название произошло от греческих слов kytos – “вместилище”, “клетка” и logos – “учение”. Цитология исследует состав, строение и функции клеток у многоклеточных и одноклеточных организмов.

Наука, исследующая клетку, ведет свою историю с середины XIX в., но корни ее уходят в XVII в. Развитие знаний о клетке во многом связано с усовершенствованием технических устройств, позволяющих ее рассмотреть и изучить. Понять жизнь клетки помогли работы ученых–цитологов, исследующих строение и жизнедеятельность клетки. В 1665 г.

английский естествоиспытатель Р. Гук впервые рассмотрел оболочки растительных клеток, а в 1674 г. нидерландский натуралист А. ван Левенгук первым наблюдал под самодельным микроскопом некоторых простейших и отдельные клетки животных (эритроциты, сперматозоиды). В 1838 г., обобщая имевшиеся к тому времени сведения о клетке, немецкий ботаник М. Я.

Шлейден поставил вопрос о возникновении клеток в организме. Немецкий физиолог и цитолог Т. Шванн, основываясь на работах Шлейдена, в 1839 г.

изложил основы клеточной теории: все ткани состоят из клеток, клетки растений и животных имеют общий принцип строения, так как образуются одинаковым способом; все клетки самостоятельны, а любой организм – это совокупность жизнедеятельности отдельных групп клеток.

Исследования ученых позволили сформулировать основные положения современной клеточной теории

Назовем эти положения:

  • клетка – универсальная структурная единица живого; 
  • клетки размножаются путем деления (клетка от клетки); 
  • клетки хранят, перерабатывают, реализуют и передают наследственную информацию; 
  • клетка – это самостоятельная живая система (биосистема), отражающая определенный структурный уровень организации живой материи; 
  • многоклеточные организмы – это комплекс взаимодействующих систем различных клеток, обеспечивающих организму рост, развитие, обмен веществ и энергии; 
  • клетки всех организмов сходны между собой по строению, химическому составу и функциям.

Появление клеточной теории Шлейдена и Шванна обусловило дальнейшее развитие учения о клетке. Немецкий патолог Р. Вирхов доказал, что клетка является постоянной структурой, возникающей путем размножения себе подобных. Ему принадлежит афористическое утверждение: “Каждая клетка – из клетки”. В конце XIX в.

была высказана гипотеза, что наследственные свойства заключены в ядре. В 1892 г. И. И. Мечников открыл фагоцитоз (от греч. phagos – “пожиратель”, kytos – “клетка”) – активное захватывание и поглощение различных частиц одноклеточными организмами и даже клетками многоклеточного организма. В 1898 г. С. Г.

Навашин открыл особый тип оплодотворения – двойное оплодотворение, свойственное всем цветковым растениям. В начале XX в. были разработаны методы культивирования клеток в пробирке и сконструирован первый электронный микроскоп.

В результате учение о клетке обогатилось трудами генетиков о свойствах клетки, доказавших цитологическую основу передачи наследственных свойств.

Мир клеток живой природы чрезвычайно разнообразен. Клетки различаются по своей структуре, форме и функциям.

Среди них есть свободноживущие клетки, которые ведут себя как особи популяций и видов, как самостоятельные организмы, жизнедеятельность которых зависит не только от слаженной работы внутриклеточных структур, но и от существования клетки как организма (добыча пищи и способ питания, размножение, подвижность в окружающей среде, активное и неактивное переживание неблагоприятных условий и пр.).

Свободноживущих одноклеточных организмов чрезвычайно много. Они входят во все царства живой природы и населяют все среды жизни на нашей планете.

У многоклеточного организма клетка является его частью. Из клеток образуются ткани и органы. Поэтому клетку называют основной структурной единицей организмов.

Размеры клеток варьируют от 0,1–0,25 мкм (некоторые бактерии) до 155 мм и 1,4 кг (яйцо страуса в скорлупе). Особенно большое разнообразие клеток наблюдается у эукариот.

Обычно у многоклеточных организмов разные клетки выполняют различные функции.

Клетки, сходные по строению, расположенные рядом, объединенные межклеточным веществом и предназначенные для выполнения определенных (специализированных) функций в организме, образуют ткани.

Ткани возникли в ходе эволюционного развития вместе с появлением многоклеточности, так как специализация клеток и, следовательно, тканей лучше обеспечивает процессы жизнедеятельности целостного организма.

Растительные ткани
Покровные
ткани
Защитная функцияЖивые и мёртвые клетки, плотно прилегают друг к другу, могут быть с утолщёнными оболочками. Находятся на поверхности корней, стеблей, листьев
Механические
ткани
Придают прочностьКлетки с толстыми оболочками, которые могут одревесневать
Проводящие
ткани
Осуществляют передвижение питательных веществЖивые или мёртвые клетки, которые имеют вид трубочек. По ним передвигаются растворённые в воде питательные вещества
Запасающие
ткани
Запасают воду и питательные веществаВ клетках имеются крахмальные или белковые зёрна, капли масла, или большие вакуоли с клеточным соком
Образовательные
ткани
Образуют новые клетки, из которых формируются все типы тканейНебольшие клетки с тонкими стенками и крупными ядрами. Клетки быстро делятся
Основные
ткани
Занимают пространство между другими тканями и выполняют различные функции, например, фотосинтез, всасывание воды и минеральных веществ и пр.Строение зависит от выполняемой функции: фотосинтезирующая ткань содержит большое количество хлоропластов, всасывающая ткань образована тонкостенными клетками

Несмотря на большое разнообразие форм, клетки разных типов обладают сходством в главных структурных и функциональных особенностях. При этом процессы жизнедеятельности (дыхание, биосинтез, обмен веществ) идут в клетках независимо от того, являются они одноклеточными организмами или составными частями многоклеточного организма.

Жизнь многоклеточного организма зависит от жизнедеятельности его отдельных клеток и их групп, выполняющих особые, специализированные функции.

Особенность клетки определяется специфичностью ее составных компонентов, упорядоченностью происходящих в ней как в целостной живой системе процессов.

Каждая живая клетка осуществляет все процессы, от которых зависит ее жизнь: поглощает пищу, извлекает из нее энергию, избавляется от отходов обмена веществ, поддерживает постоянство своего химического состава и воспроизводит саму себя.

Все это позволяет рассматривать клетку как особую единицу живой материи, как элементарную живую систему – биосистему клеточного уровня организации жизни.

Из клеток состоят все живые существа – от одноклеточных до крупных растений, животных и человека. И у всех организмов клетки функционируют, с одной стороны, как самостоятельные биосистемы, а с другой стороны, они взаимосвязаны как части целого.

Жизнь многоклеточного организма зависит от свойств и работы его клеток, от их взаимодействия между собой. При этом клетки функционируют, не вступая в конкуренцию друг с другом. Кооперация и специализация их функций в организме позволяют ему выжить в тех ситуациях, в которых одиночные клетки не выживают.

У сложных многоклеточных организмов (растений, животных и человека) клетки организованы в ткани, ткани – в органы, органы – в системы органов.

И каждая из этих систем представляет собой упорядоченную структуру, работающую на выполнение одной общей задачи – осуществление жизнедеятельности данного организма как целостности.

Состояние всего организма зависит от правильности функционирования всех его частей. Интеграция отдельных частей организма и процессов их жизнедеятельности является важным этапом в эволюции жизни. Клетка, появившись миллиарды лет назад, в процессе эволюции приобрела свойства биосистемы как формы живого.

В течение последующих многих миллионов лет клетка не только усложнилась, но и стала входить в состав специализированных тканей, оказалась способной жить и активно функционировать в составе многоклеточных организмов, оставаясь основной структурной единицей жизни.

При этом каждая живая клетка осуществляет размножение и передачу в этом процессе своей наследственной (генетической) информации, чем обеспечивает непрерывность жизни на Земле.

Клетка — структурно-функциональная единица живого организма. Это элементарная живая система, которая способна к самовоспроизведению. Клетка лежит в основе строения и развития всех организмов, это наименьшая часть организма, наделенная его признаками.

Клетки живых организмов отличаются по форме, размерам, особенностям организации и функциям. Размеры большинства клеток от 10 до 100 мкм.

Клетки, из которых состоят разные организмы, не идентичны, но все они образованы по одному принципу, что свидетельствует об общности происхождения живых организмов.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/uchenie_o_kletke/0-587

Консультация доктора
Добавить комментарий