Клетка — элементарная единица живого. Строение, функции.

Клетка - элементарная единица живого. Строение, функции. https: //vk. com/medrepetitors

Клетка является элементарной, т. е. наименьшей, самостоятельной единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов. Цитология (от греч. цитос – клетка, логос - наука) – наука о клетке. Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру. Клетка несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. https: //vk. com/medrepetitors

Клеточная теория Клетку впервые описал Р. Гук (1665 год). Обобщили теорию Т. Шванн и М. Шлейден (1839 год). 1. Клетки являются структурной и функциональной основой живых существ. 2. Положение «Клетка может возникнуть лишь из предсуществующей клетки» внес Р. Вирхов. https: //vk. com/medrepetitors

Клеточная теория в современном виде включает три положения: 1. Все живые организмы состоят из клеток (кроме вирусов). Клетки одноклеточных и многоклеточных животных и растительных организмов сходны (гомологичны) по строению, химическому составу. Клетка - элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого; https: //vk. com/medrepetitors

Клеточная теория в современном виде включает три положения: 2. Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской клетки). Клетка – элементарная единица развития живого. 3. В сложных многоклеточных системах клетки дифференцируются специализируясь по выполнению определенной функции. Клетки образуют ткани. Клетка- функциональная единица в многоклеточном организме.

Независимо от индивидуальных структурно- функциональных особенностей все клетки одинаковым образом: а) хранят биологическую информацию, б) редуплицируют генетический материал с целью его передачи в ряду поколений, в) используют информацию для осуществления своих функций на основе синтеза белка, г) хранят и переносят энергию, д) превращают энергию в работу, е) регулируют обмен веществ.

ТИПЫ КЛЕТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Выделяют прокариотический и эукариотический типы строения клетки Типичные черты структурной организации клеток. А – прокариотическая, Б – эукариотическая растительная; В - животная (эукариот. ) https: //vk. com/medrepetitors

ТИПЫ КЛЕТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры (не более 0, 5 - 3, 0 мкм в диаметре или по длине), отсутствие обособленного ядра (оформленногоо), так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой (кольцевая молекула ДНК). В клетке отсутствует развитая система мембран. Мембранные органеллы отсутствуют. Рибосомы мелкие.

ТИПЫ КЛЕТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Генетический аппарат прокариот представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков - гистонов (гистоны являются белками клеточных ядер). В прокариотических клетках отсутствует клеточный центр. Не типичны внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебоидное движение. К прокариотическому типу клеток относятся бактерии и синезеленые водоросли.

Эукариотическая клетка Клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму. В ядре наряду с оболочкой и ядерным соком обнаруживаются ядрышко и хроматин. Цитоплазма представлена ее основным веществом (матриксом, гиалоплазмой), в котором распределены включения и органеллы.

Структура клетки животного Животные клетки имеют тонкую клеточную стенку, не содержат пластид, нет центральной вакуоли, для клеточного центра характерна центриоль. Запасной углевод - гликоген. https: //vk. com/medrepetitors

Структурная организация одноклеточного организма (инфузория) 1—генеративное ядро, 2—цитостом с цитофарингсом, 3—порошица, 4— сократительные вакуоли, 5—пищеварительные вакуоли, 6—вегетативное ядро, 7—гиалоплазма, 8— реснички https: //vk. com/medrepetitors

Структура клетки растения Для растительной клетки характерно наличие толстой целлюлозной клеточной стенки, различных пластид, крупной центральной вакуоли, смещающей ядро к периферии. Клеточный центр высших растений не содержит центриоли. Резервный углевод – крахмал. https: //vk. com/medrepetitors

Структура грибной клетки В клетках грибов клеточная оболочка содержит хитин, в цитоплазме имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Редко встречается центриоль. Резервный полисахарид – гликоген. https: //vk. com/medrepetitors

Модель биологической мембраны https: //vk. com/medrepetitors

Плазматическая мембрана или плазмалемма состоитиз бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул (неполярные концы), повернуты друг к другу, а гидрофильные (полярные) — находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхностях. Белки: 1) периферические – располагаются на поверхности; 2) интегральные – пронизывают всю мембрану; 3) полуинтегральные – погруженные наполовину и выступающие на поверхность с внешней или внутренней поверхности мембраны. Главное свойство мембраны – избирательная проницаемость (полупроницаемость). https: //vk. com/medrepetitors

Схема строения цитоплазматической мембраны (вид сверху и поперечный срез) https: //vk. com/medrepetitors

Надмембранный комплекс клетки Надмембранный комплекс клеток у животных представлен гликокаликсом, в его состав входят: периферические белки мембраны, углеводные части гликопротеидов и гликолипидов. Гликокаликс играет важную роль в рецепторной функции, обеспечивает межклеточное узнавание. Для клеток растений характерно наличие плотной клеточной стенки, состоящей из полисахаридов (целлюлозы, пектина). Клеточная стенка располагается снаружи от мембраны. Она синтезируется самой клеткой. Компоненты клеточной стенки выделяются из цитоплазмы, а затем собираются вне клетки в сложные комплексы. Функции клеточной стенки растений: защитная, образует внешний каркас, поддерживает постоянную форму; регулирует поступление воды в клетку, обеспечивает тургор клеток, обмен веществ.

Функции поверхностного аппарата: 1. Трансмембранный транспорт: а) диффузия – осмос; б) пассивный транспорт (белок-переносчик); в) активный транспорт (избирательный – при участии АТФ и ферментов). 2. Рецепторная. 3. Транспорт в мембраной упаковке (эндоцитоз, экзоцитоз), который осуществляется по типу фагоцитоза, пиноцитоза. 4. Участвует в формировании межклеточных контактов, и различного рода специфических выпячиваний цитоплазмы (микроворсинок, ресничек, жгутиков).

Захват твердых частиц (фагоцитоз) и жидкости (пиноцитоз, снизу) https: //vk. com/medrepetitors

Экзоцитоз – процесс, обратный эндоцитозу; из клеток выводятся непереварившиеся остатки твёрдых частиц и жидкий секрет. https: //vk. com/medrepetitors

Транспорт веществ через мембрану https: //vk. com/medrepetitors

Модель натрий-калиевого насоса Внутриклеточная часть мембранного белка расщепляет молекулы АТФ. Этой энергии хватает на выведение из клетки трёх ионов натрия и поступление туда двух ионов калия. https: //vk. com/medrepetitors

Строение ядра клетки В клетке выделяют ядро и цитоплазму. https: //vk. com/medrepetitors

Строение ядра Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина (хромосом). Функциональная роль ядерной оболочки заключается в обособлении генетического материала (хромосом) эукариотической клетки от цитоплазмы. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, разделенных околоядерным (перинуклеарным) пространством. Последнее может сообщаться с канальцам цитоплазматической сети.

Ядерная оболочка - состоит из двух мембран, связана с цитоплазмой клетки, ЭПС. Между мембранами есть перинуклеарное (околоядерное) пространство, заполненное гиалоплазмой. Ядерная оболочка обладает избирательной проницаемостью, она пронизана ядерными порами. Через поры выходят РНК, субъединицы рибосом. Ядерный сок – представляет собой желеобразный раствор в котором находятся разнообразные белки, ферменты, нуклеотиды, ионы, ядрышко, хромосомы. Здесь происходят обменные процессы. Ядрышко – небольшое округлое тельце, обнаруживается в ядрах неделящихся клеток. В ядре может быть одно или несколько ядрышек. Они состоят из белка и р-РНК.

Строение ядра Хромосомы – слово происходит от греч. Chroma – цвет, soma – тело. В ядрах неделящихся клеток хромосомы представлены хроматином. Видимый хроматин в виде глыбок – это гетерохроматин, неокрашенный (невидимый хроматин) – это эухроматин. При подготовке клетки к делению происходит спирализация хроматина и образуются хромосомы. Хромосома – молекула ДНК (двойная спираль) связанная с белками гистонами и негистонами. Хромосомы в начальных фазах клеточного деления состоят из двух тесно прилегающих друг к другу хроматид, соединенных в области первичной перетяжки – центромеры. После раз деления хромосома становится однохроматидной. В совокупности хромосомы образуют диплоидный набор называемый кариотипом.

Правила кариотипа: • Правило постоянства. Число хромосом в клетках у организмов каждого вида строго постоянно, независимо от пола, возраста, ткани. • Правило парности. Хромосома в диплоидном наборе имеет себе пару (гомологичную хромосому). • Правило индивидуальности пар хромосом. Каждая пара хромосом отличается от другой пары. • Правило непрерывности. Правило обеспечивается способностью ДНК к редупликации.

Цитоплазма. Строение и функции органоидов В цитоплазме различают основное вещество (матрикс, гиалоплазма), включения и органеллы. Основное вещество цитоплазмы заполняет пространство между плазмалеммой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами.

Цитоплазма. Строение и функции органоидов Органеллы - это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке жизненно важные функции. Мембранные органоиды имеют одну мембрану (эндоплазматическая сеть (ЭПС) или ретикулум, аппарат или комплекс Гольджи (КГ), лизосомы, пероксисомы и др. ) или две мембраны (митохондрии, пластиды). Немембранные органоиды – рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты.

Эндоплазматическая сеть ЭПС – это система цистерн, полостей и каналов, стенка которых образована мембраной, делит цитоплазму на компартменты. Мембрана может быть шероховатой (гранулярной), она содержит рибосомы, где происходит синтез белка; и гладкой (агранулярной), где осуществляется синтез липидов, углеводов. По каналам сети происходит перемещение синтезированных веществ.

Аппарат Гольджи (АГ) располагается обычно возле ядра, образован совокупностью диктиосом (от десятка до сотен и даже тысяч). Диктиосома состоит из уплощенных дискообразных цистерн, располагающихся одна над другой стопкой. Края цистерн переходят в трубочки от которых отшнуровываются пузырьки. Функции – концентрация, уплотнение, обезвоживание веществ, синтезированных в клетке, секреторная (синтез в растительных клетках полисахаридов), участие в построении плазматической мембраны, мембран вакуолей, в образовании лизосом.

Митохондрии – имеют вид гранул, палочек, нитей. Оболочка состоит из двух мембран. Наружная – гладкая, внутренняя с выростами кристами (листовидной формы). Внутри содержится матрикс, кольцевая ДНК, ферменты, рибосомы. Число в клетках непостоянно. Функция: получение энергии в результате окисления органических веществ путем синтеза АТФ на внутренней мембране. Размножаются поперечным делением.

Пластиды. Строение хлоропласта

Пластиды – двумембранные органоиды, встречается в клетках растений. Различают три вида пластид: • Хлоропласты – осуществляют фотосинтез (хлорофилл – зеленый цвет). • Хромопласты – окрашенные пластиды, не участвуют в фотосинтезе. • Лейкопласты – бесцветны, не содержат пигментов, служат для запаса питательных веществ (крахмал). Разные виды пластид способны переходить друг в друга. Наружная мембрана пластид гладкая. Внутренняя – тилакоиды – мембранные мешочки в виде дисков, уложенных стопкой, образуют граны. В гранах находится от нескольких до 50 тилакоидов и более. В строме пластид находится ДНК, рибосомы, РНК, ферменты. Пластиды относят к полуавтономным органеллам.

Вакуоли – содержат клеточный сок у растений, отделяются от цитоплазмы мембраной – тонопластом. Центральная вакуоль образуется из мелких пузырьков, отделяющихся от ЭПС. Клеточный сок – раствор с неорганическими солями, сахарами, органическими кислотами и другими веществами. Функции центральной вакуоли: поддержание тургора клетки; запасание воды (для процесса фотосинтеза), питательных веществ (алейроновые зерна - белок), продуктов обмена, подлежащих экскреции; откладывание пигментов - антоцианов, определяющих окраску цветков растений.

Лизосомы – представляют собой пузырьки небольшого диаметра, содержат набор ферментов, образуются в КГ и ЭПС. Функция: внутриклеточное переваривание различных химических соединений поступивших в клетку, находящихся в ней, и удаление непереваренных веществ из клетки.

Строение и функция рибосом Рибосомы – состоят из 2 субъединиц, которые объединяются на и-РНК. Группа рибосом образует полисомы. Полисомы располагаются в цитоплазме, на шероховатой ЭПС, на наружной ядерной мембране, свободно в цитоплазме. Рибосомы образуются в ядрышке. Функция: синтез белков. Установлено, что на полисомах гиалоплазмы происходит синтез белка для собственных нужд клетки, на ЭПС – синтезируются те белки, которые будут выводиться из клетки.

Клеточный центр Для животных клеток, части клеток растений, грибов и водорослей характерен клеточный центр, в состав которого входят центриоли. Центриоль (под электронным микроскопом) имеет вид «полого» цилиндра диаметром около 150 нм и длиной 300— 500 нм. Ее стенка образована 27 микротрубочками, группированными в 9 триплетов. В функцию центриолей входит образование нитей митотического веретена, которые также образованы микротрубочками. Центриоли поляризуют процесс деления клетки, обеспечивая расхождение сестринских хроматид (хромосом) в анафазе митоза.

Клеточные включения Включения - это образования, которые могут появиться в живой клетке в процессе ее жизнедеятельности. Трофические (питательные вещества) - белки, жиры, углеводы (крахмал, гликоген). Секреторные – ферменты, гормоны. Экскреторные – соли. Пигментные (специальные) – у растений: хлорофилл, каротин; у животных: гемоглобин, меланин.