Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара Клетка Элементарная

Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара Клетка Элементарная единица живого 4, 5 кредита: *в неделю -2 ч. лекции -0. 5 -практические; -1, 5 - лабораторные 030001 Шаповаленко Зоя Владимировн LOGO www. themegallery. com

Цель : Общеобразовательная - сформировать представление о клетке, как о живой единице организма. Развивательная – обеспечить усвоение теоретического материала с помощью практики, развивать умение сравнивать и обобщать Воспитательная- воспитать в себе дисциплину, а также бережное отношение с приборами. Заинтересовать, побудить к поиску новой информации. Методы: Информационно-иллюстративный; Сравнительный подход; Анализ; Обобщение.

Задачи занятия: £ усвоить элементарные представления о £ £ строении клетки; о значении ее частей; уметь готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом, находить основные части клетки на микропрепарате и на рисунках в учебнике и на таблице; учиться схематически изображать строение клетки; аккуратно работать с оптическими приборами.

Agenda (план ). 1. Клетка - элементарная целостная живая система 2. Мембраны: структура, свойства, функции 3. Транспорт веществ через мембрану 4. Цитоскелет. Цитоплазма. 5. Органеллы

Цитология – наука о клетке (от греч. «kytos» - клетка, «logos» - наука)

КЛЕТКА Цитоплазматическая мембрана Ц и т о п л а з м а • Защитная функция • Среда для протекания • Транспорт веществ химических реакций • Избирательная проницаемость Я д р о • Хранение и передача наследственной информации • Контроль за процессами жизнедеятельности клетки

Строение животной клетки

Строение растительной клетки

Цитология изучает: £ Строение клеток £ Химический состав клеток £ Функции внутриклеточных структур £ Функции клеток в организме £ Размножение и развитие клеток £ Приспособления клеток к окружающей среде

История изучения клетки Середина XVII в. – Роберт Гук, рассматривая тонкий срез пробки под микроскопом, увидел ячейки (назвал их клетками). 1680 г. – Антуан ван Левенгук открыл одноклеточные организмы. Роберт Гук А. Левенгук (1632 -1723) (1635 -1703) 1831 г. – Роберт Броун открыл и описал ядро растительных клеток Сер. XIXв. – Матиас Шлейден: ü изучал клетки растений; ü рассмотрел роль ядра в жизни и развитии растений; ü предложил теорию создания новых клеток из старых. Роберт Броун Матиас (1773 -1858) Шлейден (1804 -1881)

История изучения клетки 1838 -1839 г. – клеточная теория. Сер. XIXв. – Создателями клеточной теории считаются Теодор Шванн: Теодор Шванн и Матиас Шлейден. ü Изучал клетки животных. Ø Все организмы, как растительные, так и животные, ü Сопоставив данные М. состоят из клеток. Шлейдена со своими, пришел к выводу, Ø Клетки растений и животных что растения и животные состоят из сходны по строению. клеток. 1858 -1859 г. – ü Сформулировал основные положения Рудольф Вирхов клеточной теории. сформулировал положение о том, что «всякая клетка происходит из другой клетки…» Теодор Шванн (1810 -1882) М. Шлейден Рудольф Вирхов (1821 -1902)

История изучения клетки 1858 г. – Карл Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое развитие с одной клетки – зиготы. 1876 г. – был открыт клеточный центр 1898 г. – был открыт аппарат Гольджи 1840 г. – Ян Пуркине предложил термин «протоплазма» для обозначения живого содержимого клетки. Ян Эвангелиста Пуркине Карл Бэр (1784 -1896) (1792 -1876) Александр Флемминг (1843 -1905) Камилло Гольджи (1844 -1926)

Положения современной клеточной теории Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, жизнедеятельности и обмену веществ. Размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Почему рисунок клетки в атласе отличается от рисунка, выполненного студентом? £ Детальное строение клетки невозможно определить без большого увеличения, которое не дает микроскоп. В учебнике и на демонстрационных таблицах показана клетка при увеличении ее электронным микроскопом. Сравните постоянный препарат ткани с рисунком клетки в атласе.

Как увидеть и изучить клетку? £ Электронное £ Световое микроскопирование. микроскопирова ние. Центрифугирование. Измельченные ткани с разрушенными клеточными оболочками помещают в пробирки и вращают в центрифуге с большой скоростью. Разные клеточные органоиды осаждаются в пробирке при разной скорости центрифугирования. Их выделяют и исследуют

Выводы Клетка – элементарная единица живой системы. Специфические между функции органоидами в – клетке распределены внутриклеточными структурами. Несмотря на многообразие форм, клетки разных типов обладают поразительным сходством в особенностях. своих главных структурных

Agenda (план ). 1. Клетка - элементарная целостная живая система 2. Мембраны: структура, свойства, функции 3. Транспорт веществ через мембрану 4. Цитоскелет. Цитоплазма. 5. Органеллы

£ состоит из целлюлозы £ защищает клетку £ придает форму £ клеточная стенка входит в состав клеток растений, водорослей, грибов и большинства бактерий

£ £ Покрывает клетку снаружи £ Защитный слой вокруг ВСЕХ клеток £ Отделение клеточного содержимого от внешней среды. £ Обеспечивает связь между клетками в тканях. Регуляция обмена веществ между клеткой и средой Для клеток с клеточной стенкой мембрана находится изнутри клеточной стенки £ £ £ Позволяет пище, кислороду и воде поступать в клетку, а продуктам ж/д выходить из клетки – транспорт веществ £ £ Липиды (30 %) • гидрофильные головки • гидрофобные хвосты Белки трех видов: (60%) • периферические (на наружной или внутренней поверхности); • полуинтегральные (погружены на разную глубину); • интегральные - пронизывают мембрану насквозь (трансмембранные канальные, каналообразующие). Углеводы: (до 10%) рецепторные функции мембраны – олиго или полисахариды, связанные с белками (гликопротеины), с липидами (гликолипиды)

Транспорт веществ через плазматические мембраны Эндоцитоз Экзоцитоз Хищная инфузория дидиниум поедает инфузориютуфельку

Agenda (план ). 1. Клетка - элементарная целостная живая система 2. Мембраны: структура, свойства, функции 3. Транспорт веществ через мембрану 4. Цитоскелет. Цитоплазма. 5. Органеллы

£ Вязкий упругий £ £ тиксотропный гель Постоянно находится в движении Полупроницаема Подвержена коагуляции – необратимому свертыванию 3 слоя: § Плазмолемма § Мезоплазма § Тонопласт £ Цитоплазма без пластов - протопласт

£ Клеточный каркас или скелет £ Расположен в цитоплазме £ Поддерживает форму клетки или изменяет её £ Функции: • адаптация формы клетки ко • • внешним воздействиям, экзо- и эндоцитоз обеспечение движения клетки как целого активный внутриклеточный транспорт Разделение клетки на компартменты £ Состоит из белка

Agenda (план ). 1. Клетка - элементарная целостная живая система 2. Мембраны: структура, свойства, функции 3. Транспорт веществ через мембрану 4. Цитоскелет. Цитоплазма. 5. Органеллы

Органоиды – постоянные клеточные структуры, имеющие определенное строение, химический состав и выполняющие специфические функции. Органоиды общего назначения Присутствующие во всех клетках эукариот Пластиды, митохондрии, лизосомы и т. д. Специальные органоиды Характерные для специализированных клеток многоклеточного организма или клеток одноклеточного организма Реснички, жгутики и т. д.

Органоиды Мембранные Немембранные • Рибосомы • Клеточный центр • Микротрубочки • Микрофиламенты • Хромосомы Одномембранные • ЭПС • Комплекс Гольджи • Лизосомы • Вакуоли Двухмембранные • Митохондрии • Пластиды

üЭПС - это система канальцев и цистерн, стенки которых образованы мембраной. üОни пронизывают всю цитоплазму. üПо каналам ЭПС вещества Метаболизм липидов Синтез белка перемещаются в разные части клетки. üНуклеиновых кислот нет üШероховатая выглядит как система плоских слоёв, наружная сторона которых покрыта рибосомами. üГладкая выглядит как система тонких трубочек и цистерн, наружная сторона которых не покрыта рибосомами.

£ Комплекс Гольджи - это система полостей, уплощённых цистерн, пузырьков, окруженных мембраной. £ Участвует в: • накоплении и транспортировке веществ, • выведении из клетки различных секретов, • формировании лизосом и клеточной оболочки. £ Нуклеиновых кислот нет. £ Цистерны органоида соединены с каналами ЭПР. £ Синтезированные на мембранах сети белки, полисахариды, жиры транспортируются к комплексу и конденсируются внутри его структур.

Лизосомы – это самые мелкие из мембранных органелл клетки • • пузырьки диаметром 0, 5 мкм • содержат гидролитические ферменты способные расщеплять органические вещества. • образуются из структур комплекса Гольджи • молекулы сложных органических веществ с помощью ферментов расщепляются на более простые молекулы - лизис • их называют "пищеварительными станциями" клетки. • Если разрушить мембрану лизосом, то содержащиеся в них ферменты могут переварить и саму клетку. • ФУНКЦИИ ь Защитная. ь Гетерофагическая: участие в обработке чужеродных веществ, поступающих в клетку при пиноцитозе и фагоцитозе. ь Участие во внутриклеточном переваривании. ь Эндогенное питание: в условиях голодания лизосомы способны переваривать часть цитоплазматических структур.

£ Вакуоли – мембранные компоненты, которые накапливают в воду и растворённые в ней вещества. £ В растительных клетках на долю вакуолей приходится до 90 % объёма. Они поддерживают давление и оставляют молекулы воды, необходимые для фотосинтеза. £ Животные клетки имеют временные вакуоли, занимающие не более 5 % объёма. £ Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли образуют единую вакуолярную систему, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга при перестройке и изменении функции мембран.

£ Митохондрии – овальные тельца в форме зёрен, нитей, палочек. Кристы £ Внешняя мембрана гладкая, а внутренняя образует складки – кристы. £ На внутренней мембране размещаются ферменты, участвующие в реакциях окисления органических веществ до углекислого газа и воды. £ Происходит расщепление глюкозы, аминокислот, окисление жирных кислот. £ Основная функция митохондрий – синтез АТФ. £ Имеются ДНК, РНК

£ £ £ органоиды растительной клетки двумембранный органоид внутреннее содержимое хлоропласта –строма в строме находятся выросты мембраны (тилакоиды) - стопки тилакоидов образуют граны Вид Хлоропласты Хромопласты Лейкопласты Цвет Зелёный Жёлтый, оранжевый или красный Бесцветный Пегмент хлорофил Пегмент есть Пегмента нет Функция Создание органических веществ Придают окраску Место отложения питательных веществ

£ Клеточный центр - это часть £ £ клетки, которая состоит из двух очень маленьких телец цилиндрической формы – центриолей. Центриоли расположены перпендикулярно друг к другу. Стенка центриоли состоит из 9 пучков, включающих по три микротрубочки. Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы. Их воспроизведение осуществляется путём самосборки из белковых субъединиц ФУНКЦИЯ Участие в делении клеток животных и низших растений

£ Рибосомы – это сферические частицы диаметром 15 -35 нм £ Немембранные мелкие округлые органеллы £ Состоят из двух субъединиц: большой и малой. £ В состав рибосом входят белки и р. РНК. £ Функция рибосом – синтез белка £ Формируются в зоне ядрышка, ФУНКЦИЯ Синтез белка в функциональном центре затем покидают ядро £ В цитоплазме они могут располагаться свободно или быть прикреплёнными к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети (гр. ЭПР).

ВЫВОДЫ £ ЭПС - складирование белков и транспортизация веществ по трубочкам, канальцам и цистернам. £ Аппарат Гольджи - синтез углеводов, жиров и лизосом, которые после образования складируются в нём. £ Митохондрии - расщепление АТФ, хранение части получившейся энергии и осуществление клеточного дыхания. £ Пластиды - фотосинтез, в процессе которого образуются органические вещества и выделяется кислород. Вакуоли - резервуары воды и растворённых в ней соединений, регулирует обмен веществ клетки. £ Рибосомы - синтез белка и образование полисом (множество рибосом, скачкообразно передвигающихся по и. РНК в процессе трансляции). £ Клеточный центр - служит для равномерного распределения хромосом и органоидов клетки при делении. £ Реснички и жгутики передвижение клеток. Лизосомы - расщепление старых органоидов до более простых соединений. £ £

Ключевые слова £ Клетка, органелы, микроскоп, цитоплазма, мембрана, органоиды, строение клетки. 1 - Nucleus 2 - Chromosomes 3 - Mitochondria 4 - Ribosomes 5 - Chloroplasts 6 - Vacuoles 7 - ER 8 - Cell Membrane

Задания: 1. Обмен веществ и превращение энергии в клетках живых организмов свидетельствуют о том, что клетка – единица: 1) строения организма; 2) жизнедеятельности организма; 3) размножения организма; 4) генетической информации.

Задания: 2. Сходство клеток живых организмов разных царств доказывает теория: 1) эволюционная; 2) хромосомная; 3) клеточная; 4) генетическая.

Задания: 3. Изучить структуру органоидов клетки позволил метод: 1) светового микроскопирования; 2) электронного микроскопирования; 3) центрифугирования; 4) культуры тканей.

Задания: 4. Положение о структурнофункциональной единице живого обосновала теория: 1) филогенеза; 2) эмбриогенеза; 3) эволюции; 4) клеточная.

Задания: 5. Процессы жизнедеятельности у всех живых организмов протекают в клетке, поэтому ее рассматривают как единицу: 1) размножения; 2) строения; 3) функциональную; 4) генетическую.

Задания: 6. О единстве органического мира свидетельствует: 1) наличие ядра в клетках живых организмов; 2) клеточное строение организмов всех царств; 3) объединение организмов в систематические группы; 4) разнообразие организмов, населяющих Землю.

Задания: 8. Укажите ученого, который опроверг положение первой клеточной теории о том, что клетка происходит из неклеточного вещества: 1) К. Бэр; 2) Т. Шванн; 3) Р. Вирхов; 4) К. Гольджи.

Задания: 7. Назовите ученого, который впервые увидел клетки: 1) А. Левенгук; 2) Р. Гук; 3) Р. Вирхов; 4) К. Бэр.

Задания: 8. Сходство в строении растительных и животных клеток обнаружили: 1) Р. Гук и А. Левенгук; 2) Р. Броун и А. Левенгук; 3) Т. Шлейден и М. Шванн; 4) Р. Вирхов и К. Гольджи.

Задания: 9. Значение клеточной теории в науке заключается в том, что она: 1) обобщила все имеющиеся к 19 в. знания о строении организмов; 2) выявила элементарную структурную и функциональную единицу жизни; 3) создала базу для развития цитологии; 4) все ответы верны.

Литература 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии: учебное пособие /Кузнецов С. Л. , Мушкамбаров Н. Н. , Горячкина В. Л. - М. : МИА, 2002. Лабораторные занятия по курсу гистологии, цитологии и эмбриологии. Под ред. Ю. И. Афанасьева. 2 -е изд. – М. : Медицина, 1999. Терминологический словарь по цитологии, гистологии и эмбриологии / Ю. И. Афанасьев, К. К. Рогажинская, Р. П. Самусев и др. Под ред. Ю. И. Афанасьева и С. Л. Кузнецова. – М. : ООО «Издательство Новая Волна» , 2002. Кузнецов С. Л. Лекции по гистологии, цитологии и эмбриологии. – М. : МИА, 2004. Самусев Р. П. Атлас по цитологии, гистологии и эмбриологии: учебное пособие для студентов высших медицинских учебных заведений / Р. П. Самусев, Г. И. Пупышева, А. В. Смирнов. Под ред. Р. П. Самусева. – М. : Изд. дом «ОНИКС 21 век» : Изд. «Мир и образование» , 2004. Билич Г. Л. , Катинас Г. С. , Назарова Л. В. Цитология: учебник. Изд. 2 -е, исправ. и доп. – СПб. : Издательство «ДЕАН» , 1999. Мяделец О. Д. Основы цитологии, эмбриологии и общей гистологии. – М. : Медицинская книга, Н. Новгород: Изд. НГМА, 2002. Ченцов Ю. С. Общая цитология. Учебник. 3 -е изд. – М. : Изд. МГУ, 1995. Быков В. Л. Цитология и общая гистология. – С. -Пб. Тестовые задания для проверки знаний студентов по курсу цитологии, эмбриологии и гистологии. Под ред. Ю. И. Афанасьева. М. , 1997.