План: I. Цитология. II. Устройство на клетката: 1. мембрана; 2. ядро; 3. цитоплазма: а) органели: 1.ендоплазмен ретикулум; 2. рибозоми; 3. Комплекс Голджи; 4.лизозоми; 5. клетъчен център; 6.енергийни органели. б) клетъчни включвания: 1. въглехидрати; 2. мазнини; 3. протеини. III. Функции на клетката: 1. клетъчно делене; 2. метаболизъм: а) пластичен метаболизъм; б) обмен на енергия. 3. раздразнителност; 4. ролята на органичните вещества в осъществяването на клетъчните функции: а) протеини; б) въглехидрати; в) мазнини; г) нуклеинови киселини: 1. ДНК; 2. РНК; д) АТФ. IV. Нови открития в областта на клетката. В. Хабаровски цитолози. VI. Заключение Цитология. Цитологията (на гръцки “cytos” - клетка, “logos” - наука) е наука за клетките. Цитологията изучава структурата и химичния състав на клетките, функциите на клетките в тялото на животните и растенията, размножаването и развитието на клетките и адаптирането на клетките към условията на околната среда. Съвременната цитология е сложна наука. Той има най-тесни връзки с други биологични науки, например с ботаниката, зоологията, физиологията, учението за еволюцията на органичния свят, както и с молекулярната биология, химията, физиката и математиката. Цитологията е една от младите биологични науки, нейната възраст е около 100 години. Възрастта на термина "клетка" е около 300 години. Изследвайки клетката като най-важната единица на живия живот, цитологията заема централно място в редица биологични дисциплини. Изследването на клетъчната структура на организмите започва с микроскопи от 17 век, а през 19 век е създадена единна клетъчна теория за целия органичен свят (T. Schwann, 1839). През 20 век новите методи допринесоха за бързия прогрес на цитологията: електронна микроскопия, изотопни индикатори, култивиране на клетки и др. Името "клетка" е предложено от англичанина Р. Хук още през 1665 г., но едва през 19 век започна системното му изучаване. Въпреки факта, че клетките могат да бъдат част от различни организми и органи (бактерии, яйца, еритроцити, нерви и др.) и дори да съществуват като независими (прости) организми, в тяхната структура и функции са открити много общи неща. Въпреки че една клетка е най-простата форма на живот, нейната структура е доста сложна ... Структурата на клетката. Клетките са разположени в междуклетъчното вещество, което осигурява тяхната механична здравина, хранене и дишане. Основните части на всяка клетка са цитоплазмата и ядрото. Клетката е покрита с мембрана, състояща се от няколко слоя молекули, осигуряващи селективна пропускливост на веществата. В цитоплазмата се намират най-малките структури - органели. Клетъчните органели включват: ендоплазмен ретикулум, рибозоми, митохондрии, лизозоми, комплекс Голджи, клетъчен център. Мембрана. Ако погледнем клетка от растение, например корен от лук, под микроскоп, можем да видим, че тя е заобиколена от сравнително дебела обвивка. В аксона на гигантския калмар ясно се вижда черупка от съвсем различно естество. Но черупката не избира кои вещества да пропуска и кои да не пропуска в аксона. Обвивката на клетката служи като допълнителен „глинен вал“, който обгражда и защитава основната крепостна стена – клетъчната мембрана с нейните автоматични врати, помпи, специални „наблюдатели“, капани и други удивителни устройства. „Мембраната е крепостната стена на клетката“, но само в смисъл, че обхваща и защитава вътрешното съдържание на клетката. Растителната клетка може да бъде отделена от външната обвивка. Можете да унищожите обвивката на бактериите. Тогава може да изглежда, че те изобщо не са отделени от околния разтвор - те са просто парчета желе с вътрешни включвания. Нови физични методи, предимно електронна микроскопия, не само позволяват да се установи със сигурност наличието на мембрана, но и да се изследват някои от нейните детайли. Вътрешността на клетката и нейната мембрана се състоят предимно от едни и същи атоми. Тези атоми - въглерод, кислород, водород, азот - са разположени в началото на периодичната таблица. На електронна снимка на тънък участък от мембранните клетки се виждат две тъмни линии. Общата дебелина на мембраната може да бъде точно измерена от тези изображения. Той е равен на само 70-80 A (1A \u003d 10-8 cm), т.е. 10 хиляди пъти по-малко от дебелината на човешки косъм. И така, клетъчната мембрана е много фино молекулярно сито. Мембраната обаче е много странно сито. Порите му по-скоро наподобяват дълги тесни проходи в крепостната стена на средновековен град. Височината и ширината на тези проходи са 10 пъти по-малки от дължината. Освен това дупките са много редки в това сито - порите в някои клетки заемат само една милионна част от площта на мембраната. Това съответства само на една дупка в областта на конвенционално космено сито за пресяване на брашно, т.е. от обикновена гледна точка мембраната изобщо не е сито. Ядро. Ядрото е най-видимият и най-големият органел на клетката, който за първи път привлече вниманието на изследователите. Клетъчното ядро (лат. nucleus, гръцки Karion) е открито през 1831 г. от шотландския учен Робърт Браун. Може да се сравни с кибернетична система, където има съхранение, обработка и прехвърляне в цитоплазмата на огромна информация, съдържаща се в много малък обем. Ядрото играе основна роля в наследствеността. Ядрото също така изпълнява функцията за възстановяване на целостта на клетъчното тяло (регенерация), е регулаторът на всички жизнени функции на клетката. Формата на ядрото най-често е сферична или яйцевидна. Най-важният компонент на ядрото е хроматинът (от гръцки chroma - цвят, цвят) - вещество, което се оцветява добре с ядрени багрила. Ядрото е отделено от цитоплазмата с двойна мембрана, която е пряко свързана с ендоплазмения ретикулум и комплекса на Голджи. На ядрената мембрана са открити пори, през които (както и през външната цитоплазмена мембрана) някои вещества преминават по-лесно от други, т.е. порите осигуряват селективна пропускливост на мембраната. Вътрешното съдържание на ядрото е ядреният сок, който запълва пространството между структурите на ядрото. Ядрото винаги съдържа едно или повече нуклеоли. Рибозомите се образуват в ядрото. Следователно съществува пряка връзка между активността на клетката и размера на нуклеолите: колкото по-активно протичат процесите на протеинова биосинтеза, толкова по-големи са нуклеолите и, обратно, в клетките, където протеиновият синтез е ограничен, нуклеолите са или много малки или напълно липсващи. В ядрото има нишковидни образувания - хромозоми. Ядрото на клетката на човешкото тяло (с изключение на половите клетки) съдържа 46 хромозоми. Хромозомите са носители на наследствените наклонности на тялото, предавани от родителите на потомството. Повечето клетки съдържат едно ядро, но има и многоядрени клетки (в черния дроб, мускулите и др.). Отстраняването на ядрото прави клетката нежизнеспособна. Цитоплазма. Цитоплазмата е полутечна слизеста безцветна маса, съдържаща 75-85% вода, 10-12% протеини и аминокиселини, 4-6% въглехидрати, 2-3% мазнини и липиди, 1% неорганични и други вещества. Цитоплазменото съдържание на клетката може да се движи, което допринася за оптималното разположение на органелите, най-добрия ход на биохимичните реакции, освобождаването на метаболитни продукти и др. Цитоплазменият слой образува различни образувания: реснички, камшичета, повърхностни израстъци Цитоплазмата е проникната от сложна мрежеста система, свързана с външната плазмена мембрана и състояща се от тубули, везикули и сплескани торбички, които комуникират помежду си. Такава мрежова система се нарича вакуоларна система. Органели. Цитоплазмата съдържа редица миниатюрни клетъчни структури - органели, които изпълняват различни функции. Органелите осигуряват живота на клетката. Ендоплазмения ретикулум. Името на този органоид отразява местоположението му в централната част на цитоплазмата (гръцки. "ендон" - вътре). EPS е много разклонена система от тубули, тубули, везикули, цистерни с различни размери и форми, ограничени от мембрани от цитоплазмата на клетката. EPS е два вида: гранулиран, състоящ се от тубули и цистерни, чиято повърхност е осеяна със зърна (гранули) и агрануларен, т.е. гладка (без зърна). Гранулите в ендоплазмения ретикулум не са нищо друго освен рибозоми. Интересно е, че в клетките на животинските ембриони се наблюдава главно гранулиран ER, докато при възрастните форми се наблюдава агранулен ER. Знаейки, че рибозомите в цитоплазмата служат като място за протеинов синтез, може да се предположи, че гранулираният ER преобладава в клетките, които активно синтезират протеин. Смята се, че агрануларната мрежа е осигурена в по-голяма степен в тези клетки, където има активен синтез на липиди (мазнини и мастноподобни вещества). И двата вида ендоплазмен ретикулум не само участват в синтеза на органични вещества, но и ги натрупват и транспортират до местоназначението си, регулират метаболизма между клетката и околната среда. Рибозоми. Рибозомите са немембранни клетъчни органели, състоящи се от рибонуклеинова киселина и протеин. Тяхната вътрешна структура все още е до голяма степен загадка. В електронен микроскоп те изглеждат като заоблени или гъбовидни гранули. Всяка рибозома е разделена от жлеб на големи и малки части (субединици). Често няколко рибозоми са свързани заедно чрез верига от специална рибонуклеинова киселина (РНК), наречена информационна РНК (i-RNA). Рибозомите изпълняват уникалната функция да синтезират протеинови молекули от аминокиселини. Комплекс Голджи. Продуктите на биосинтезата навлизат в лумена на кухините и тубулите на EPS, където се концентрират в специален апарат - комплексът на Голджи, разположен близо до ядрото. Комплексът на Голджи участва в транспорта на продуктите на биосинтезата до клетъчната повърхност и в отстраняването им от клетката, в образуването на лизозоми и др. Комплексът на Голджи е открит от италианския цитолог Камилио Голджи (1844 - 1926) и през 1898 г. е наречен комплекс (апарат) на Голджи. Протеините, произведени в рибозомите, влизат в комплекса на Голджи и когато са необходими на друг органел, част от комплекса на Голджи се отделя и протеинът се доставя на необходимото място. Лизозоми. Лизозомите (от гръцки "Liseo" - разтваря се и "Soma" - тялото) са клетъчни органели с овална форма, заобиколени от еднослойна мембрана. Те съдържат набор от ензими, които разграждат протеини, въглехидрати и липиди. В случай на увреждане на лизозомната мембрана, ензимите започват да разграждат и унищожават вътрешното съдържание на клетката и тя умира. Клетъчен център. Клетъчният център може да се наблюдава в клетки, способни да се делят. Състои се от две пръчковидни тела - центриоли. Намирайки се близо до ядрото и комплекса на Голджи, клетъчният център участва в процеса на клетъчно делене, в образуването на вретеното на делене. енергийни органели. Митохондриите (на гръцки "mitos" - нишка, "chondrion" - гранула) се наричат енергийните станции на клетката. Това име се дължи на факта, че именно в митохондриите се извлича енергията, съдържаща се в хранителните вещества. Формата на митохондриите е променлива, но най-често те имат формата на нишки или гранули. Техният размер и брой също са променливи и зависят от функционалната активност на клетката. Електронните микрографии показват, че митохондриите се състоят от две мембрани: външна и вътрешна. Вътрешната мембрана образува израстъци, наречени кристи, които са изцяло покрити с ензими. Наличието на кристи увеличава общата повърхност на митохондриите, което е важно за активната дейност на ензимите. Митохондриите имат своя специфична ДНК и рибозоми. В тази връзка те се размножават независимо по време на клетъчното делене. Хлоропласти – с форма на диск или топка с двойна обвивка – външна и вътрешна. Вътре в хлоропласта има също ДНК, рибозоми и специални мембранни структури - грана, свързани помежду си и вътрешната мембрана на хлоропласта. Граничните мембрани съдържат хлорофил. Благодарение на хлорофила в хлоропластите, енергията на слънчевата светлина се превръща в химическата енергия на АТФ (аденозин трифосфат). Енергията на АТФ се използва в хлоропластите за синтезиране на въглехидрати от въглероден диоксид и вода. Клетъчни включвания. Клетъчните включвания включват въглехидрати, мазнини и протеини. Въглехидрати. Въглехидратите са съставени от въглерод, водород и кислород. Въглехидратите включват глюкоза, гликоген (животински нишесте). Много въглехидрати са силно разтворими във вода и са основните източници на енергия за всички жизнени процеси. Разграждането на един грам въглехидрати освобождава 17,2 kJ енергия. мазнини. Мазнините са съставени от същите химични елементи като въглехидратите. Мазнините са неразтворими във вода. Те са част от клетъчните мембрани. Мазнините служат и като резервен източник на енергия в тялото. При пълното разграждане на един грам мазнини се освобождават 39,1 kJ енергия. катерици. Протеините са основните вещества на клетката. Протеините са изградени от въглерод, водород, кислород, азот и сяра. Протеините често съдържат фосфор. Протеините служат като основен строителен материал. Те участват в образуването на клетъчни мембрани, ядра, цитоплазма, органели. Много протеини действат като ензими (ускорители на химични реакции). В една клетка има до 1000 различни протеини. Когато протеините се разграждат в тялото, се освобождава приблизително същото количество енергия, както при разграждането на въглехидратите. Всички тези вещества се натрупват в цитоплазмата на клетката под формата на капки и зърна с различна големина и форма. Те периодично се синтезират в клетката и се използват в метаболитния процес. Функции на клетката. Клетката има различни функции: клетъчно делене, метаболизъм и раздразнителност. Клетъчно делене. Делението е вид клетъчно възпроизвеждане. По време на клетъчното делене хромозомите са ясно видими. Наборът от хромозоми в клетките на тялото, характерен за даден вид растения и животни, се нарича кариотип. Във всеки многоклетъчен организъм има два вида клетки - соматични (клетките на тялото) и зародишни клетки или гамети. В зародишните клетки броят на хромозомите е два пъти по-малък, отколкото в соматичните клетки. В соматичните клетки всички хромозоми са представени по двойки - такъв набор се нарича диплоиден и се обозначава с 2n. Сдвоени хромозоми (идентични по размер, форма, структура) се наричат хомоложни. В зародишните клетки всяка от хромозомите е в едно число. Такова множество се нарича хаплоидно и се означава с n. Митозата е най-разпространеният метод за делене на соматични клетки. По време на митозата клетката преминава през поредица от последователни етапи или фази, в резултат на което всяка дъщерна клетка получава същия набор от хромозоми, както клетката майка. По време на подготовката на клетката за делене - през интерфазния период (периодът между два акта на делене), броят на хромозомите се удвоява. Заедно с всяка оригинална хромозома се синтезира точно копие от химическите съединения, присъстващи в клетката. Удвоената хромозома се състои от две половини - хроматиди. Всеки хроматид съдържа една ДНК молекула. По време на периода на интерфаза в клетката протича процесът на биосинтеза на протеини и всички най-важни структури на клетката също се удвояват. Продължителността на интерфазата е средно 10-20 часа. След това идва процесът на клетъчно делене - митоза. По време на митозата клетката преминава през следните четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В профазата центриолите са ясно видими - органели, които играят определена роля в разделянето на дъщерните хромозоми. Центриолите се разделят и се разминават към различни полюси. Нишките се простират от тях, образувайки вретено на делене, което регулира разминаването на хромозомите към полюсите на деляща се клетка. В края на профазата ядрената мембрана се разпада, ядрото изчезва, хромозомите спирализират и се скъсяват. Метафазата се характеризира с наличието на ясно видими хромозоми, разположени в екваториалната равнина на клетката. Всяка хромозома се състои от две хроматиди и има стеснение - центромер, към който са прикрепени вретеновите влакна. След разделянето на центромера, всеки хроматид става независима дъщерна хромозома. В анафаза дъщерните хромозоми се преместват към различни полюси на клетката. В последния етап - телофаза - хромозомите се развиват отново и приемат формата на дълги тънки нишки. Около тях възниква ядрена обвивка, а в ядрото се образува ядро. В процеса на делене на цитоплазмата всички нейни органели са равномерно разпределени между дъщерните клетки. Целият процес на митоза обикновено продължава 1-2 часа. В резултат на митозата всички дъщерни клетки съдържат същия набор от хромозоми и едни и същи гени. Следователно митозата е метод на клетъчно делене, който се състои в точното разпределение на генетичния материал между дъщерните клетки, като и двете дъщерни клетки получават диплоиден набор от хромозоми. Биологичното значение на митозата е огромно. Функционирането на органите и тъканите на един многоклетъчен организъм би било невъзможно без запазването на същия генетичен материал в безброй клетъчни поколения. Митозата осигурява такива важни жизнени процеси като ембрионално развитие, растеж, поддържане на структурната цялост на тъканите с постоянна загуба на клетки по време на тяхното функциониране (замяна на мъртви еритроцити, чревен епител и др.), Възстановяване на органи и тъкани след увреждане. Метаболизъм. Основната функция на клетката е обмяната на веществата. От междуклетъчното вещество в клетките непрекъснато навлизат хранителни вещества и кислород и се отделят разпадни продукти. Така човешките клетки абсорбират кислород, вода, глюкоза, аминокиселини, минерални соли, витамини и премахват въглероден диоксид, вода, урея, пикочна киселина и др. Наборът от вещества, присъщи на човешките клетки, е присъщ и на много други клетки на живи организми: всички животински клетки, някои микроорганизми. В клетките на зелените растения природата на веществата е значително различна: хранителните им вещества са въглероден диоксид и вода и се отделя кислород. При някои бактерии, които живеят върху корените на бобови растения (фий, грах, детелина, соя), атмосферният азот служи като хранителна субстанция и се отделят соли на азотната киселина. В микроорганизъм, който се установява в помийни ями и блата, сероводородът служи като хранителна субстанция и се освобождава сяра, покривайки повърхността на водата и почвата с жълто покритие от сяра. Така в клетките на различните организми естеството на храната и отделяните вещества е различно, но общият закон е валиден за всички: докато клетката е жива, има непрекъснато движение на вещества - от външната среда към клетката и от клетка към външната среда. Метаболизмът изпълнява две функции. Първата функция е да осигури на клетката строителен материал. От веществата, влизащи в клетката - аминокиселини, глюкоза, органични киселини, нуклеотиди - клетката непрекъснато се подлага на биосинтеза на протеини, въглехидрати, липиди, нуклеинови киселини. Биосинтезата е образуването на протеини, мазнини, въглехидрати и техните съединения от по-прости вещества. В процеса на биосинтеза се образуват вещества, характерни за определени клетки на тялото. Например, в мускулните клетки се синтезират протеини, които осигуряват тяхното свиване. От протеини, въглехидрати, липиди, нуклеинови киселини се образуват тялото на клетката, нейните мембрани, органели. Реакциите на биосинтеза са особено активни в млади, растящи клетки. Биосинтезата на веществата обаче постоянно се случва в клетки, които са завършили растежа и развитието си, тъй като химичният състав на клетката се актуализира многократно по време на нейния живот. Установено е, че "продължителността на живота" на клетъчните протеинови молекули варира от 2-3 часа до няколко дни. След този период те се разрушават и се заменят с новосинтезирани. Така клетката запазва своите функции и химичен състав. Съвкупността от реакции, които допринасят за изграждането на клетката и обновяването на нейния състав, се нарича пластичен метаболизъм (гръцки "plasticos" - мазилка, скулптурен). Втората функция на метаболизма е да осигурява на клетката енергия. Всяка проява на жизнена дейност (движение, биосинтез на вещества, генериране на топлина и т.н.) изисква разход на енергия. За енергийното снабдяване на клетката се използва енергията на химичните реакции, която се освобождава в резултат на разделянето на входящите вещества. Тази енергия се преобразува в други форми на енергия. Наборът от реакции, които осигуряват на клетките енергия, се нарича енергиен метаболизъм. Пластмасовият и енергийният обмен са неразривно свързани. От една страна, всички реакции на пластичен обмен изискват разход на енергия. От друга страна, за осъществяването на реакцията на енергийния метаболизъм е необходим постоянен синтез на ензими, тъй като "продължителността на живота" на ензимните молекули е кратка. Чрез пластичен и енергиен обмен клетката е свързана с външната среда. Тези процеси са основното условие за поддържане на живота на клетката, източник на нейния растеж, развитие и функциониране. Живата клетка е отворена система, тъй като има постоянен обмен на материя и енергия между клетката и околната среда. раздразнителност. Живите клетки са способни да реагират на физични и химични промени в околната среда. Това свойство на клетките се нарича раздразнителност или възбудимост. В същото време клетката преминава от състояние на покой в работно състояние - възбуда. Когато се възбуди в клетките, скоростта на биосинтезата и разлагането на веществата, консумацията на кислород и температурата се променят. Във възбудено състояние различните клетки изпълняват свои функции. Жлезистите клетки образуват и секретират вещества, мускулните клетки се свиват, в нервните клетки възниква слаб електрически сигнал - нервен импулс, който може да се разпространява по клетъчните мембрани. Ролята на органичните съединения в осъществяването на клетъчните функции. Основната роля в изпълнението на клетъчните функции принадлежи на органичните съединения. Сред тях най-голямо значение имат протеините, мазнините, въглехидратите и нуклеиновите киселини. катерици. Протеините са големи молекули, състоящи се от стотици и хиляди елементарни единици – аминокиселини. Общо 20 вида аминокиселини са известни в една жива клетка. Името на аминокиселината се дължи на съдържанието на аминогрупата NH2 в нейния състав. Протеините заемат специално място в метаболизма. Ф. Енгелс оценява тази роля на протеините по следния начин: „Животът е начин на съществуване на белтъчните тела, чиято съществена точка е постоянният обмен на вещества с външната природа, която ги заобикаля, а с прекратяването на този метаболизъм животът също спира, което води до разграждане на протеина. И всъщност навсякъде, където има живот, се срещат и катерици. Протеините са част от цитоплазмата, хемоглобина, кръвната плазма, много хормони, имунни тела, поддържат постоянството на водно-солевата среда на тялото. Без протеини няма растеж. Ензимите, които задължително участват във всички етапи на метаболизма, имат белтъчен характер. Въглехидрати. Въглехидратите влизат в тялото под формата на нишесте. Разграждайки се в храносмилателния тракт до глюкоза, въглехидратите се абсорбират в кръвта и се абсорбират от клетките. Въглехидратите са основният източник на енергия, особено при повишена мускулна работа. Повече от половината енергия тялото на възрастните получава от въглехидрати. Крайните продукти на въглехидратния метаболизъм са въглероден диоксид и вода. В кръвта количеството глюкоза се поддържа на относително постоянно ниво (около 0,11%). Намаляването на съдържанието на глюкоза причинява понижаване на телесната температура, нарушение на дейността на нервната система и умора. Увеличаването на количеството глюкоза предизвиква отлагането й в черния дроб под формата на резервно животинско нишесте - гликоген. Стойността на глюкозата за тялото не се ограничава до ролята й на източник на енергия. Глюкозата е част от цитоплазмата и следователно е необходима за образуването на нови клетки, особено по време на периода на растеж. Въглехидратите също са важни за метаболизма на централната нервна система. При рязко намаляване на количеството захар в кръвта се отбелязват нарушения на нервната система. Има конвулсии, делириум, загуба на съзнание, промени в дейността на сърцето. мазнини. Хранителната мазнина в храносмилателния тракт се разгражда до глицерол и мастни киселини, които се абсорбират главно в лимфата и само частично в кръвта. Мазнините се използват от тялото като богат източник на енергия. Разграждането на един грам мазнини в тялото освобождава два пъти повече енергия от разграждането на същото количество протеини и въглехидрати. Мазнините също са част от клетките (цитоплазма, ядро, клетъчни мембрани), където тяхното количество е стабилно и постоянно. Натрупванията на мазнини могат да изпълняват и други функции. Например, подкожната мазнина предотвратява увеличеното пренасяне на топлина, околобъбречната мазнина предпазва бъбреците от натъртвания и т.н. Липсата на мазнини в храната нарушава дейността на централната нервна система и репродуктивните органи, намалява издръжливостта на различни заболявания. С мазнините тялото получава разтворими в тях витамини (витамини A, D, E и др.), които са жизненоважни за човека. Нуклеинова киселина. Нуклеиновите киселини се произвеждат в клетъчното ядро. Оттук идва името (лат. "Nucleus" - ядрото). Като част от хромозомите нуклеиновите киселини участват в съхранението и предаването на наследствените свойства на клетката. Нуклеиновите киселини осигуряват образуването на протеини. ДНК. Молекулата на ДНК - дезоксирибонуклеиновата киселина - е открита в клетъчните ядра още през 1868 г. от швейцарския лекар И.Ф. Мишер. По-късно научихме, че ДНК се намира в хромозомите на ядрото. Основната функция на ДНК е информационна: редът на нейните четири нуклеотида (нуклеотид - мономер; мономер - вещество, състоящо се от повтарящи се елементарни единици) носи важна информация - определя реда на аминокиселините в линейните протеинови молекули, т.е. първичната им структура. Набор от протеини (ензими, хормони) определя свойствата на клетката и организма. ДНК молекулите съхраняват информация за тези свойства и ги предават на поколения потомци, т.е. ДНК е носител на наследствена информация. РНК. РНК - рибонуклеинова киселина - е много подобна на ДНК и също е изградена от четири вида мономерни нуклеотиди. Основната разлика между РНК и ДНК е, че молекулата има единична, а не двойна верига. Има няколко вида РНК, всички от които участват в внедряването на наследствената информация, съхранявана в молекулите на ДНК, чрез протеинов синтез. АТФ. Много важна роля в биоенергетиката на клетката играе адениловият нуклеотид, към който са прикрепени два остатъка от фосфорна киселина. Това вещество се нарича аденозин трифосфат (АТФ). АТФ е универсален биологичен акумулатор на енергия: светлинната енергия на Слънцето и енергията, съдържаща се в консумираната храна, се съхраняват в молекулите на АТФ. Всички клетки използват енергията на АТФ (Е) за процесите на биосинтеза, движението на нервните импулси, луминесценцията и други жизнени процеси. Нови открития в областта на клетката. Ракови клетки. Двама британци и един американец ще си поделят Нобеловата награда за медицина за 2001 г. Техните открития в областта на развитието на клетките могат да доведат до разработването на нови методи за борба с рака. Според говорител на Нобеловия комитет учените-медици ще си поделят наградата от $943 000. 61-годишният американец Леланд Хартуел работи в Центъра за изследване на рака Фред Хътчисън в Сиатъл. Британците, 58-годишният Тимъти Хънт и 52-годишният Пол Нърс, са служители в офисите на Кралската фондация за изследване на рака в Хартфордшър и Лондон. Научните открития на лауреатите са свързани с жизнения цикъл на раковите клетки. По-специално, те откриха ключови регулатори на клетъчното делене - нарушението на този процес води до появата на ракови клетки. Резултатите от изследването могат да се използват при диагностицирането на заболяването и са важни за перспективата за създаване на нови методи за лечение на рак. Трима победители бяха определени сутринта на 08.10.2001 г. в резултат на гласуване на членовете на комисията, което се проведе в Каролинския институт в Стокхолм. Клониране. Клонираната овца Доли показа на света технологията за получаване на точно копие на животното от възрастна клетка. Така че стана фундаментално възможно да се получи точно копие на човек. И сега човечеството е изправено пред въпроса: какво ще се случи, ако някой приложи тази възможност?.. Ако си припомним трансплантацията на органи, която ви позволява да замените една или повече „резервни части“, тогава клонирането теоретично ви позволява да осигурите пълна замяна на „агрегатът“, наречен човешкото тяло. Да, това е решението на проблема с личното безсмъртие! В края на краищата, благодарение на клонирането, болестта, увреждането и дори смъртта могат да бъдат изключени от собствените ви планове за живот! Звучи приятно, нали? Особено като се има предвид, че копията трябва да са живи и в същото време да са в такива условия, че поне да не се развалят. Можете ли да си представите тези "складове" от живи човешки "резервни части"? Но има и втора "полза" - използването на клонирането не само за получаване на органи, но и за провеждане на изследвания и експерименти върху жив "материал". По-нататък пред дръзките се извисява примамливата идея за възпроизвеждане на Айнщайн, Пушкин, Лобачевски, Нютон. Те останаха гении и се втурнаха напред по пътя на прогреса. Но буквално всеки – от учените до широката общественост – е наясно, че отглеждането на човек на „резервни части“ поражда много етични въпроси. Още сега световната общност разполага с документи, според които това не трябва да се допуска. Конвенцията за правата на човека установява принципа: „Интересите и благосъстоянието на човека трябва да имат предимство пред едностранно разглежданите интереси на обществото и развитието на науката“. Руското законодателство също налага много строги ограничения върху използването на човешки материал. Така предложената от лекарите поправка към проекта на Закона за репродуктивните права на гражданите и гаранциите за тяхното осъществяване съдържа следната клауза: „Човешки ембрион не може да бъде целенасочено получен или клониран за научни, фармакологични или терапевтични цели“. Като цяло дискусиите по този въпрос в света са доста бурни. Ако американските експерти от Федералната комисия по биотехнологии тепърва започват да изучават правните и етични аспекти на това откритие и да го представят на съда на законодателите, Ватиканът остава верен на предишната си позиция, заявявайки неприемливостта на човешката намеса в процеса на възпроизвеждане. и като цяло в генетичния материал на хора и животни. Ислямските теолози изразяват загриженост, че клонирането на хора ще наруши вече разпространената институция на брака. Индуси и будисти агонизират как да свържат клонирането с проблемите на кармата и дхарма. Негативно отношение към самото клониране на хора има и Световната здравна организация /СЗО/. Генералният директор на СЗО Хироши Накаджима смята, че „използването на клониране за производство на хора е неприемливо от етична гледна точка“. Специалистите на СЗО изхождат от факта, че прилагането на метода на клониране върху хора би нарушило такива основни принципи на медицинската наука и право като зачитане на човешкото достойнство и безопасността на човешкия генетичен потенциал. СЗО обаче не се противопоставя на изследванията в областта на клетъчното клониране, тъй като това може да бъде полезно по-специално за диагностицирането и изследването на рак. Лекарите не възразяват срещу клонирането на животни, което може да допринесе за изучаването на болести, които засягат хората. В същото време СЗО вярва, че въпреки че клонирането на животни може да донесе значителни ползи за медицината, човек трябва винаги да бъде нащрек, като помни възможните негативни последици, като например предаването на инфекциозни болести от животни на хора. Страховете, изразени относно клонирането в съвременните култури на Запада и Изтока, са напълно разбираеми. Сякаш обобщавайки ги, известният френски цитобиолог Пиер Шамбон предлага 50-годишен мораториум върху инвазията на човешките хромозоми, ако това не е насочено към премахване на генетични дефекти и заболявания. И ето още един не маловажен въпрос: клонирана ли е душата? Възможно ли е изобщо да се разглежда изкуствен човек като човек, надарен с това? Гледната точка на Църквата по този въпрос е абсолютно недвусмислена. „Дори такъв изкуствен човек да бъде създаден от ръцете на учени, той няма да има душа, което означава, че не е човек, а зомби“, каза свещеникът на църквата „Възнесение Христово“ отец Олег. вярва. Но представителят на църквата не вярва във възможността за създаване на клониран човек, тъй като е убеден, че само Бог може да създаде човек. „За да може една ДНК клетка да започне процеса на растеж на живо човешко същество, надарено с душа, освен чисто биологични и механични съединения, в това трябва да участва и светият дух, а при изкуствения произход такова нещо няма. на живота. "Хабаровски цитолози. Медицински институт (сега Далекоизточен държавен медицински университет - FESMU). В началото е Алов Йосиф Александрович, ръководител на катедрата по хистология през 1952 - 1961 г. От 1962 до 1982 г. той отговаря за хистологична лаборатория в Института по морфология на човека на Академията на медицинските науки на СССР в Москва.Сега катедрата по хистология се ръководи от Рижавски Борис Яковлевич (от 1979 г.), който защитава докторската си дисертация през 1985 г. Основните области на работа на катедрата на хистологията са както следва: - овариектология (отстраняване на яйчник) и нейното влияние върху формирането на нормална морфология на мозъчната кора в потомството (определяне на специфични количествени показатели, напр. ep, индекси на растеж и др.) - ефектът на алкохола и ноотропните лекарства върху потомството - изследването на плацентата и нейните патологии по време на ембриогенезата и влиянието на тези отклонения върху по-нататъшната онтогенеза. За решаването на тези проблеми се използват предимно класически хистологични техники. Също така въпросите, свързани с клетката и тъканите, се занимават с Централната изследователска лаборатория (TsNIL) към FESMU, ръководена от професор Сергей Серафимович Тимошин, под чието ръководство са защитени 3 докторски и 18 магистърски дисертации. По негова инициатива и пряко участие в Хабаровския край е създадена първата радиоимунологична лаборатория. В практиката на здравеопазването е въведен метод за определяне на хормони и биологично активни вещества чрез радиоимунни и имуноензимни методи, което позволява ранна диагностика на редица заболявания, включително онкологични. Заключение. Клетката е самостоятелно живо същество. Храни се, движи се в търсене на храна, избира къде да отиде и какво да яде, защитава се и не допуска неподходящи вещества и създания от околната среда. Всички тези способности се притежават от едноклетъчни организми, например амеба. Клетките, които изграждат тялото, са специализирани и нямат някои от възможностите на свободните клетки. Клетката е най-малката единица на живота, която е в основата на устройството и развитието на растителните и животинските организми на нашата планета. Това е елементарна жива система, способна на самообновяване, саморегулация, самовъзпроизвеждане. Клетката е основният градивен елемент на живота. Извън клетката живот няма. Живата клетка е в основата на всички форми на живот на Земята – животински и растителен. Изключения - а както знаете, изключенията за пореден път потвърждават правилата - са само вирусите, но те не могат да функционират извън клетките, които са "къщата", където "живеят" тези своеобразни биологични образувания. Списък на използваната литература: 1. Batueva A.S. "Биология. Човек, учебник за 9 клас. 2. Вернандски V.I. "Проблеми на биогеохимията". 3. Воронцов Н.Н., Сухорукова Л.Н. „Еволюция на органичния свят“. 4. Дубинин Н., Губарев В. "Нишката на живота". 5. Затула Д.Г., Мамедова С.А. Вирусът - приятел или враг? 6. Карузина И.П. "Учебник по основи на генетиката." 7. Либерман Е.А. „Жива клетка“. 8. Полянски Ю.И. "Обща биология", учебник за 10-11 клас. 9. Прохоров A.M. „Съветски енциклопедичен речник“. 10. Скулачев В. "Разкази за биоенергетиката". 11. Хрипкова А.Г., Колесов Д.В., Миронов В.С., Шепило И.Н. "Физиология на човека". 12. Цузмер А.М., Петришина О.Л. Биология, човекът и неговото здраве. 13. Чухрай Е. S. Молекула, Живот, Организъм. 14. Щърбанова С. „Кои сме ние? Книга за живота, клетките и учените.
Клетките, подобно на градивните елементи на къщата, са градивните елементи на почти всички живи организми. От какви части се състоят? Каква е функцията на различните специализирани структури в клетката? Ще намерите отговори на тези и много други въпроси в нашата статия.
Какво е клетка
Клетката е най-малката структурна и функционална единица на живите организми. Въпреки сравнително малкия си размер, той формира собствено ниво на развитие. Примери за едноклетъчни организми са зелените водорасли хламидомонас и хлорела, протозоите еуглена, амеба и реснички. Размерите им са наистина микроскопични. Функцията на клетка от организъм от дадена системна единица обаче е доста сложна. Това са хранене, дишане, метаболизъм, движение в пространството и размножаване.
Общ план на клетъчната структура
Не всички живи организми имат клетъчна структура. Например вирусите са изградени от нуклеинови киселини и протеинова обвивка. Растенията, животните, гъбите и бактериите са изградени от клетки. Всички те се различават по структурни характеристики. Общата им структура обаче е същата. Представен е от повърхностен апарат, вътрешно съдържание - цитоплазма, органели и включвания. Функциите на клетките се дължат на структурните характеристики на тези компоненти. Например при растенията фотосинтезата се извършва върху вътрешната повърхност на специални органели, наречени хлоропласти. Животните нямат тези структури. Структурата на клетката (таблицата "Структура и функции на органелите" разглежда подробно всички характеристики) определя нейната роля в природата. Но за всички многоклетъчни организми общото е да се осигури метаболизма и връзката между всички органи.
Структура на клетката: таблица "Структура и функции на органелите"
Тази таблица ще ви помогне да се запознаете подробно със структурата на клетъчните структури.
| Клетъчна структура | Конструктивни особености | Функции |
| Ядро | Двойна мембранна органела, съдържаща ДНК молекули | Съхраняване и предаване на наследствена информация |
| Ендоплазмения ретикулум | Система от кухини, цистерни и тубули | Синтез на органични вещества |
| Комплекс Голджи | Множество кухини от торбички | Съхранение и транспортиране на органични вещества |
| Митохондриите | Двумембранни заоблени органели | Окисляване на органични вещества |
| пластиди | Двумембранни органели, чиято вътрешна повърхност образува израстъци вътре в структурата | Хлоропластите осигуряват процеса на фотосинтеза, хромопластите дават цвят на различни части на растенията, левкопластите съхраняват нишесте |
| Рибозоми | съставен от големи и малки субединици | Биосинтеза на протеини |
| Вакуоли | При растителните клетки това са кухини, пълни с клетъчен сок, докато при животните те са съкратителни и храносмилателни. | Запас от вода и минерали (растения). осигуряват отстраняването на излишната вода и соли, и храносмилателния - метаболизъм |
| Лизозоми | Кръгли везикули, съдържащи хидролитични ензими | Разграждане на биополимери |
| Клетъчен център | Немембранна структура, състояща се от два центриола | Образуване на вретено по време на клетъчно разцепване |
Както можете да видите, всяка клетъчна органела има своя собствена сложна структура. Освен това структурата на всеки от тях определя изпълняваните функции. Само координираната работа на всички органели позволява съществуването на живот на клетъчно, тъканно и организмово ниво.
Основни функции на клетката
Клетката е уникална структура. От една страна, всеки негов компонент играе своята роля. От друга страна, функциите на клетката са подчинени на единен координиран механизъм на работа. Именно на това ниво на организация на живота протичат най-важните процеси. Един от тях е възпроизводството. Основава се на процеса. Има два основни начина да го направите. И така, гаметите се разделят чрез мейоза, всички останали (соматични) - чрез митоза.
Поради факта, че мембраната е полупропусклива, е възможно различни вещества да проникнат в клетката и в обратна посока. Основата на всички метаболитни процеси е водата. Влизайки в тялото, биополимерите се разграждат до прости съединения. Но минералите са в разтвори под формата на йони.
Клетъчни включвания
Функциите на клетките не биха се изпълнявали напълно без наличието на включвания. Тези вещества са резерв на организмите за неблагоприятен период. Това може да бъде суша, спад на температурата, недостатъчно количество кислород. Функциите за съхранение на веществата в растителната клетка се изпълняват от нишесте. Намира се в цитоплазмата под формата на гранули. Гликогенът е въглехидратът за съхранение в животинските клетки.
Какво представляват тъканите
В клетки, които са подобни по структура и функция, те се комбинират, за да образуват тъкани. Тази структура е специализирана. Например, всички клетки на епителната тъкан са малки, плътно прилепнали една към друга. Формата им е много разнообразна. Тази тъкан практически липсва.Такава структура прилича на щит. Поради това епителната тъкан изпълнява защитна функция. Но всеки организъм се нуждае не само от "щит", но и от връзка с околната среда. За да изпълняват тази функция, в епитела има специални образувания - пори. А при растенията устицата на кожата или корковата леща служат като подобна структура. Тези структури извършват газообмен, транспирация, фотосинтеза, терморегулация. И преди всичко тези процеси се извършват на молекулярно и клетъчно ниво.
Връзката между структурата и функциите на клетките
Функциите на клетките се определят от тяхната структура. Всички тъкани са отличен пример за това. И така, миофибрилите са способни на свиване. Това са клетки на мускулната тъкан, които осъществяват движението на отделни части и цялото тяло в пространството. Но свързващият има различен принцип на структура. Този тип тъкан се състои от големи клетки. Те са в основата на целия организъм. Съединителната тъкан също съдържа голямо количество междуклетъчно вещество. Такава структура осигурява достатъчен обем. Този тип тъкан е представен от такива разновидности като кръв, хрущял, костна тъкан.
Казват, че не се възстановяват... Има много различни гледни точки по този факт. Никой обаче не се съмнява, че невроните свързват цялото тяло в едно цяло. Това се постига с друга особеност на конструкцията. Невроните се състоят от тяло и процеси - аксони и дендрити. Според тях информацията тече последователно от нервните окончания към мозъка, а оттам обратно към работните органи. В резултат на работата на невроните цялото тяло е свързано в една мрежа.
И така, повечето живи организми имат клетъчна структура. Тези структури са градивните елементи на растения, животни, гъби и бактерии. Общите функции на клетките са способността за делене, възприемането на факторите на околната среда и метаболизма.
Науката, която изучава структурата и функцията на клетките, се нарича цитология.
клетка- елементарна структурна и функционална единица на живите.
Клетките, въпреки малкия си размер, са много сложни. Вътрешното полутечно съдържание на клетката се нарича цитоплазма.
Цитоплазмата е вътрешната среда на клетката, където протичат различни процеси и са разположени съставните части на клетката – органели (органели).
клетъчно ядро
Клетъчното ядро е най-важната част от клетката.
Ядрото е отделено от цитоплазмата с мембрана, състояща се от две мембрани. В обвивката на ядрото има множество пори, така че различни вещества да могат да навлизат от цитоплазмата в ядрото и обратно.
Вътрешното съдържание на ядрото се извиква кариоплазмиили ядрен сок. разположени в ядрения сок хроматини ядро.
Хроматине верига от ДНК. Ако клетката започне да се дели, тогава хроматиновите нишки са плътно навити около специални протеини, като нишки на макара. Такива плътни образувания са ясно видими под микроскоп и се наричат хромозоми.
Ядросъдържа генетична информация и контролира живота на клетката.
ядрое плътно закръглено тяло вътре в ядрото. Обикновено в клетъчното ядро има от едно до седем нуклеоли. Те са ясно видими между клетъчните деления, а по време на деленето се разрушават.
Функцията на нуклеолите е синтезът на РНК и протеини, от които се образуват специални органели - рибозоми.
Рибозомиучастващи в протеиновия синтез. В цитоплазмата рибозомите най-често са разположени на груб ендоплазмен ретикулум. По-рядко те са свободно суспендирани в цитоплазмата на клетката.
Ендоплазмен ретикулум (ER) участва в синтеза на клетъчните протеини и транспорта на вещества в клетката.
Значителна част от веществата, синтезирани от клетката (протеини, мазнини, въглехидрати), не се изразходват веднага, а през ER каналите навлизат за съхранение в специални кухини, подредени под формата на стекове, „резервоари“ и отделени от цитоплазмата. чрез мембрана. Тези кухини се наричат апарат (комплекс) на Голджи. Най-често резервоарите на апарата на Голджи се намират близо до ядрото на клетката.
апарат на Голджиучаства в трансформацията на клетъчните протеини и синтезира лизозоми- храносмилателни органели на клетката.
Лизозомиса храносмилателни ензими, „опаковани“ са в мембранни везикули, изпъпват се и се разпространяват през цитоплазмата.
В комплекса на Голджи се натрупват и вещества, които клетката синтезира за нуждите на целия организъм и които се отделят от клетката навън.
Митохондриите- енергийни органели на клетките. Те превръщат хранителните вещества в енергия (АТФ), участват в клетъчното дишане.
Митохондриите са покрити с две мембрани: външната мембрана е гладка, а вътрешната има множество гънки и издатини - кристи.
плазмената мембрана
За да бъде клетката единна система, е необходимо всички нейни части (цитоплазма, ядро, органели) да бъдат свързани. За това в процеса на еволюцията, плазмената мембрана, който, заобикаляйки всяка клетка, я отделя от външната среда. Външната мембрана предпазва вътрешното съдържание на клетката - цитоплазмата и ядрото - от увреждане, поддържа постоянна форма на клетката, осигурява комуникация между клетките, селективно пропуска необходимите вещества в клетката и отстранява метаболитните продукти от клетката.
Структурата на мембраната е еднаква във всички клетки. Основата на мембраната е двоен слой от липидни молекули, в който са разположени множество протеинови молекули. Някои протеини са разположени на повърхността на липидния слой, докато други проникват през двата слоя липиди.
Специалните протеини образуват най-тънките канали, през които калиеви, натриеви, калциеви йони и някои други йони с малък диаметър могат да преминат в или извън клетката. Но по-големите частици (хранителни молекули - протеини, въглехидрати, липиди) не могат да преминат през мембранните канали и да навлязат в клетката с помощта на фагоцитозаили пиноцитоза:
- На мястото, където хранителната частица докосва външната мембрана на клетката, се образува инвагинация и частицата навлиза в клетката, заобиколена от мембрана. Този процес се нарича фагоцитоза (растителните клетки над външната клетъчна мембрана са покрити с плътен слой влакна (клетъчна мембрана) и не могат да улавят вещества чрез фагоцитоза).
- пиноцитозасе различава от фагоцитозата само по това, че в този случай инвагинацията на външната мембрана улавя не твърди частици, а течни капчици с вещества, разтворени в тях. Това е един от основните механизми за проникване на вещества в клетката.
1. Основи на клетъчната теория
2. Общ план на структурата на прокариотната клетка
3. Общ план на структурата на еукариотната клетка
1. Основи на клетъчната теория
Клетката е открита и описана за първи път от Р. Хук (1665 г.). През 19 век в трудовете на Т. Шван, М. Шлейден са положени осн клетъчна теорияструктури на организмите. Съвременната клетъчна теория може да се изрази със следните термини: всички организми са изградени от клетки; клетката е елементарна структурна, генетична и функционална единица на живите. Развитието на всички организми започва с една клетка, така че тя е елементарната единица на развитие на всички организми. В многоклетъчните организми клетките са специализирани да изпълняват специфични функции.
В зависимост от структурната организация се разграничават следните форми на живот: предклетъчни (вируси) и клетъчни. Сред клетъчните форми въз основа на особеностите на организацията на клетъчния наследствен материал се разграничават про- и еукариотни клетки.
Вируси- Това са организми, които имат много малки размери (от 20 до 3000 nm). Тяхната жизнена дейност може да се извършва само вътре в клетките на организма гостоприемник. Тялото на вируса се образува от нуклеинова киселина (ДНК или РНК), която се съдържа в протеинова обвивка - капсид, понякога капсидът е покрит с мембрана.
2. Общ план на структурата на прокариотната клетка
Основни компоненти на прокариотната клетка: мембрана, цитоплазма. Мембраната се състои от плазмалема и повърхностни структури (клетъчна стена, капсула, лигавица, камшичета, власинки).
плазмалемаима дебелина 7,5 nm и се образува от външната част от слой от протеинови молекули, под който има два слоя от фосфолипидни молекули, а след това се намира нов слой от протеинови молекули. Плазмалемата има канали, облицовани с протеинови молекули; през тези канали различни вещества се транспортират както в клетката, така и извън нея.
Основен компонент клетъчна стена- муреин. В него могат да бъдат вградени полизахариди, протеини (антигенни свойства), липиди. Придава форма на клетката, предотвратява нейното осмотично набъбване и разкъсване. Водата, йоните, малките молекули лесно проникват през порите.
Цитоплазмата на прокариотната клеткаизпълнява функцията на вътрешната среда на клетката, съдържа рибозоми, мезозоми, включвания и ДНК молекула.
Рибозоми- органелите с форма на боб, съставени от протеин и РНК, са по-малки (70S-рибозоми), отколкото при еукариотите. Функцията е протеинов синтез.
мезозоми- система от вътреклетъчни мембрани, образуващи сгънати инвагинации, съдържат ензими на дихателната верига (синтез на АТФ).
Включвания: липиди, гликоген, полифосфати, протеини, резервни хранителни вещества
ДНК молекула.Една хаплоидна кръгла двойноверижна суперкондензирана ДНК молекула. Осигурява съхранение, предаване на генетична информация и регулиране на клетъчната активност.
3. Общ план на структурата на еукариотната клетка
Типичната еукариотна клетка се състои от три компонента - мембрана, цитоплазма и ядро. база клетъчна стенае плазмалемата (клетъчна мембрана) и въглехидратно-протеинова повърхностна структура.
1. ПлазмалемаЕукариотите се различават от прокариотите по по-ниското си съдържание на протеини.
2. Въглехидратно-протеинова повърхностна структура.Животинските клетки имат малък протеинов слой (гликокаликс). При растенията повърхностната структура на клетката е клетъчна стенаСъстои се от целулоза (фибри).
Функции на клетъчната мембрана: поддържа формата на клетката и придава механична здравина, защитава клетката, разпознава молекулярни сигнали, регулира метаболизма между клетката и околната среда и осъществява междуклетъчно взаимодействие.
Цитоплазмасе състои от хиалоплазма (основното вещество на цитоплазмата), органели и включвания. Хиалоплазмата съдържа 3 вида органели:
двумембранни (митохондрии, пластиди);
едномембранен (ендоплазмен ретикулум (EPS), апарат на Голджи, вакуоли, лизозоми);
немембранни (клетъчен център, микротубули, микрофиламенти, рибозоми, включвания).
1. Хиалоплазмае колоиден разтвор на органични и неорганични съединения. Хиалоплазмата може да се движи вътре в клетката - циклоза. Основните функции на хиалоплазмата: среда за намиране на органели и включвания, среда за протичане на биохимични и физиологични процеси, обединява всички клетъчни структури в едно цяло.
2. Митохондрии("енергийни станции на клетки"). Външната мембрана е гладка, вътрешната има гънки - кристи. Между външната и вътрешната мембрана е матрица. Матрицата на митохондриите съдържа ДНК молекули, малки рибозоми и различни вещества.
3. Пластидихарактерни за растителните клетки. Има три вида пластиди : хлоропласти, хромопласти и левкопласти.
аз Хлоропласти- зелени пластиди, в които протича фотосинтезата. Хлоропластът има двойна мембрана. Тялото на хлоропласта се състои от безцветна протеиново-липидна строма, пронизана от система от плоски торбички (тилакоиди), образувани от вътрешната мембрана.Тилакоидите образуват грана. Стромата съдържа рибозоми, нишестени зърна, ДНК молекули.
II. Хромопластипридават цвят на различни части на растението.
III. Левкопластисъхранява хранителни вещества. Левкопластите могат да образуват хромопласти и хлоропласти.
4. Ендоплазмен ретикулуме разклонена система от тръби, канали и кухини. Има негранулиран (гладък) и гранулиран (груб) EPS. На негранулирания ER са ензимите на метаболизма на мазнините и въглехидратите (извършва се синтез на мазнини и въглехидрати). Рибозомите, които извършват протеиновата биосинтеза, са разположени върху гранулирания ER. EPS функции: механични и оформящи функции; транспорт; концентрация и изолация.
5. Апарат на Голджисе състои от плоски мембранни торбички и везикули. В животинските клетки апаратът на Голджи изпълнява секреторна функция. В растенията той е центърът на синтеза на полизахариди.
6. Вакуолипълни със сок от растителни клетки. Функции на вакуолите: съхранение на хранителни вещества и вода, поддържане на тургорното налягане в клетката.
7 . Лизозоми- малки органели със сферична форма, образувани от мембрана, вътре в която се съдържат ензими, които хидролизират протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, мазнини.
8. Клетъчен център.Функцията на клетъчния център е да контролира процеса на клетъчно делене.
9. Микротубули и микрофиламентиЗаедно те образуват клетъчния скелет на животинските клетки.
10. Рибозомиеукариотите са по-големи (80S).
11. Включвания- резервни вещества, а секрети - само в растителните клетки.
Ядрое най-важната част от еукариотната клетка. Състои се от ядрена мембрана, кариоплазма, нуклеоли, хроматин.
1. Ядрена обвивкаподобна по структура на клетъчната мембрана, съдържа пори. Ядрената мембрана предпазва генетичния апарат от въздействието на цитоплазмените вещества. Контролира транспорта на веществата.
2. Кариоплазмае колоиден разтвор, съдържащ протеини, въглехидрати, соли, други органични и неорганични вещества. Кариоплазмата съдържа всички нуклеинови киселини: почти целия запас от ДНК, информационна, транспортна и рибозомна РНК.
3. Нуклеол -сферична формация, съдържа различни протеини, нуклеопротеини, липопротеини, фосфопротеини. Функцията на ядрото е синтеза на рибозомни ембриони.
4. Хроматин (хромозоми).В стационарно състояние (време между деленията) ДНК е равномерно разпределена в кариоплазмата под формата на хроматин. По време на деленето хроматинът се превръща в хромозоми.
Функции на ядрото: информацията за наследствените характеристики на организма е концентрирана в ядрото (информационна функция); хромозомите предават характеристиките на организма от родители към потомство (функция на наследяване); ядрото координира и регулира процесите в клетката (регулаторна функция).
Клетката е единна жива система, състояща се от две неразривно свързани части - цитоплазма и ядро (цветна таблица XII).
Цитоплазма- това е вътрешна полутечна среда, в която се намират ядрото и всички органели на клетката. Има финозърнеста структура, пронизана от множество тънки нишки. Съдържа вода, разтворени соли и органични вещества. Основната функция на цитоплазмата е да обединява и осигурява взаимодействието на ядрото и всички органели на клетката.
външна мембранаобгражда клетката с тънък филм, състоящ се от два слоя протеин, между които има мастен слой. Той е пронизан от множество малки пори, през които се извършва обмен на йони и молекули между клетката и околната среда. Дебелината на мембраната е 7,5-10 nm, диаметърът на порите е 0,8-1 nm. При растенията върху него се образува влакнеста обвивка. Основните функции на външната мембрана са да ограничава вътрешната среда на клетката, да я предпазва от увреждане, да регулира потока от йони и молекули, да премахва метаболитни продукти и синтезирани вещества (секрети), да свързва клетки и тъкани (поради израстъци и гънки). ). Външната мембрана осигурява проникването на големи частици в клетката чрез фагоцитоза (виж разделите в "Зоология" - "Протозои", в "Анатомия" - "Кръв"). По подобен начин клетката абсорбира течни капки - пиноцитоза (от гръцки "пино" - пия).
Ендоплазмения ретикулум(EPS) е сложна система от канали и кухини, състоящи се от мембрани, проникващи в цялата цитоплазма. EPS бива два вида - гранулиран (грапав) и гладък. Върху мембраните на зърнестата мрежа има много миниатюрни тела - рибозоми; те не съществуват в гладка мрежа. Основната функция на EPS е участието в синтеза, натрупването и транспортирането на основните органични вещества, произвеждани от клетката. Протеинът се синтезира в гранулиран ER, докато въглехидратите и мазнините се синтезират в гладък ER.
Рибозоми- малки тела с диаметър 15-20 nm, състоящи се от две частици. Има стотици хиляди от тях във всяка клетка. Повечето рибозоми са разположени върху мембраните на гранулирания ER, а някои са разположени в цитоплазмата. Те са съставени от протеини и рРНК. Основната функция на рибозомите е протеиновият синтез.
Митохондриите- това са малки тела с размери 0,2-0,7 микрона. Броят им в една клетка достига няколко хиляди. Те често променят формата, размера и местоположението си в цитоплазмата, преминавайки към най-активната си част. Външната обвивка на митохондриите се състои от две трислойни мембрани. Външната мембрана е гладка, вътрешната образува множество израстъци, върху които са разположени дихателни ензими. Вътрешната кухина на митохондриите е пълна с течност, в която се намират рибозоми, ДНК и РНК. Нови митохондрии се образуват, когато старите се делят. Основната функция на митохондриите е синтезът на АТФ. Те синтезират малко количество протеини, ДНК и РНК.
пластидиуникален за растителните клетки. Има три вида пластиди - хлоропласти, хромопласти и левкопласти. Те са способни взаимно да преминават един в друг. Пластидите се размножават чрез делене.
Хлоропласти(60) са зелени, с овална форма. Размерът им е 4-6 микрона. От повърхността всеки хлоропласт е ограничен от две трислойни мембрани – външна и вътрешна. Вътре е изпълнен с течност, в която има няколко десетки специални, свързани помежду си цилиндрични структури - гран, както и рибозоми, ДНК и РНК. Всяка грана се състои от няколко десетки плоски мембранни торбички, насложени една върху друга. На напречното сечение има заоблена форма, диаметърът му е 1 µm. Целият хлорофил е концентриран в зърната и в тях протича процесът на фотосинтеза. Получените въглехидрати първо се натрупват в хлоропласта, след това навлизат в цитоплазмата, а от нея в други части на растението.
Хромопластиопределят червения, оранжевия и жълтия цвят на цветя, плодове и есенни листа. Те имат формата на полиедрични кристали, разположени в цитоплазмата на клетката.
Левкопластибезцветен. Те се намират в небоядисани части на растения (стъбла, грудки, корени), имат кръгла или пръчковидна форма (размер 5-6 микрона). Те съхраняват резерви.
Клетъчен центъроткрити в животински и нисши растителни клетки. Състои се от два малки цилиндъра - центриоли (около 1 микрон в диаметър), разположени перпендикулярно един на друг. Стените им се състоят от къси тръби, кухината е изпълнена с полутечно вещество. Тяхната основна роля е образуването на вретеното на делене и равномерното разпределение на хромозомите между дъщерните клетки.
Комплекс Голджие кръстен на италианския учен, който пръв го открива в нервните клетки. Има разнообразна форма и се състои от кухини, ограничени от мембрани, тубули, излизащи от тях и мехурчета, разположени в краищата им. Основната функция е натрупването и екскрецията на органични вещества, синтезирани в ендоплазмения ретикулум, образуването на лизозоми.
Лизозоми- заоблени малки тела с диаметър около 1 микрон. От повърхността лизозомата е ограничена от трислойна мембрана, вътре в нея има комплекс от ензими, които могат да разграждат въглехидрати, мазнини и протеини. В една клетка има няколко десетки лизозоми. В комплекса на Голджи се образуват нови лизозоми. Тяхната основна функция е да смила храната, която е влязла в клетката чрез фагоцитоза и да премахва мъртвите органели.
Органели на движението- камшичета и реснички - представляват клетъчни израстъци и имат еднакъв строеж при животните и растенията (общия им произход). Движението на многоклетъчните животни се осигурява от мускулни контракции. Основната структурна единица на мускулната клетка са миофибрилите - тънки нишки с дължина повече от 1 cm, диаметър 1 микрон, подредени в снопове по дължината на мускулното влакно.
Клетъчни включвания- Въглехидрати, мазнини и протеини - са непостоянни компоненти на клетката. Те се синтезират периодично, натрупват се в цитоплазмата като резервни вещества и се използват в живота на организма.
Въглехидратите са концентрирани в нишестени зърна (при растенията) и гликоген (при животните). Има много от тях в клетките на черния дроб, картофените клубени и други органи. Мазнините се натрупват под формата на капки в семената на растенията, подкожната тъкан, съединителната тъкан и др. Протеините се отлагат под формата на зърна в яйцата на животните, семената на растенията и други органи.
Ядроедин от най-важните органели в клетката. Той е отделен от цитоплазмата от ядрената мембрана, състояща се от две трислойни мембрани, между които има тясна ивица от полутечно вещество. През порите на ядрената обвивка се осъществява обменът на вещества между ядрото и цитоплазмата. Кухината на ядрото е изпълнена с ядрен сок. Съдържа ядрото (едно или повече), хромозоми, ДНК, РНК, протеини и въглехидрати. Ядрото е закръглено тяло с размери от 1 до 10 микрона или повече; той синтезира РНК. Хромозомите се виждат само в делящите се клетки. В интерфазното (неделящо се) ядро те присъстват под формата на тънки дълги нишки от хроматин (връзки между ДНК и протеини). Те съдържат наследствена информация. Броят и формата на хромозомите във всеки вид животни и растения са строго определени. Соматичните клетки, които изграждат всички органи и тъкани, съдържат диплоиден (двоен) набор от хромозоми (2 n); зародишни клетки (гамети) - хаплоиден (единичен) набор от хромозоми (n). Диплоидният набор от хромозоми в ядрото на соматична клетка се създава от сдвоени (идентични), хомоложни хромозоми. Хромозоми от различни двойки (нехомологичен)се различават един от друг по форма, местоположение центромерии вторични разтягания.
прокариоти- Това са организми с малки, примитивно устроени клетки, без ясно обособено ядро. Те включват синьо-зелени водорасли, бактерии, фаги и вируси. Вирусите са ДНК или РНК молекули, покрити с протеинова обвивка. Те са толкова малки, че могат да се видят само с електронен микроскоп. Те нямат цитоплазма, митохондрии и рибозоми, така че не са в състояние да синтезират необходимите за живота им протеини и енергия. Веднъж попаднали в жива клетка и използвайки органична материя и енергия на други хора, те се развиват нормално.
еукариоти- организми с по-големи типични клетки, съдържащи всички основни органели: ядро, ендоплазмен ретикулум, митохондрии, рибозоми, комплекс на Голджи, лизозоми и др. Еукариотите включват всички други растителни и животински организми. Техните клетки имат подобен тип структура, което убедително доказва единството на техния произход.