Клеточный уровень жизни. Методы изучения клетки. Свойства

Клеточный уровень жизни. Методы изучения клетки.

Свойства и признаки живого. Определение жизни. o o o o o Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственна иерархическая организация, способность к самовозобновлению, обмен веществ и тонко регуляторный процесс. Свойства живого: 1. Самовозобновление, которое связано с постоянным обменом вещества и энергии, и в основе которого лежит способность хранить и использовать биологическую информацию в виде уникальных информационных молекул: белков и нуклеиновых кислот. 2. Самовоспроизведение, которое обеспечивает преемственность между поколениями биологических систем 3. Саморегуляция, которая основана на потоке вещества, энергии и информации 4. Большинство химических процессов в организме находятся не в динамичном состоянии 5. Живые организмы способны к росту Признаки живого: 1. Обмен веществом и энергией 2. Раздражимость 3. Репродукция 4. Наследственность 5. Изменчивость 6. Онтогенез 7. Филогенез 8. Организмы включены в процесс эволюции

Уровни организации жизни: o o o o o 1. Молекулярный уровень. Элементарные структурные единицы – молекулы. Основные явления этого уровня: репликация, биосинтез, мутации, передача информации. 2. Доклеточный уровень( вирусы, бактериофаги). 3. Клеточный уровень. 4. Тканевой уровень. 5. Органный. 6. Организменный уровень. Единицей уровня является организм. Основные процессы уровня: возникновение новых организмов, взаимодействие организмов между собой. 7. Популяционно-видовой уровень. Единицей уровня являются особи, объединённые в популяции, которые в свою очередь объединены в виды. 8. Биоценотический. Сообщество всех видов, населяющих ту или иную территорию. 9. Биосферный уровень. Для этого уровня характерно: активное взаимодействие живого и неживого вещества, биологический круговорот веществ и энергии.

Возникновение клеточной организации живого o o o Р. Гук 1665 г. Опубликовал труд "Микрография", где изложил результаты своих исследований. Рассматривая тонкий срез пробки под микроскопом, он обнаружил существование множества мелких ячеек и назвал их "клетками". Так возник этот термин. М. Мальпиги 1672 г. Издал книгу "Анатомия растений", где приводил подробное описание микроскопических структур растений. Он в своих исследованиях также убедился, что растения состоят из клеток и называл их "мешочками" и "пузырьками". Антон ван Левенгук 1680 г. Описал с большой точностью, наблюдаемые под микроскопом микроорганизмы. Он назвал их "микроскопическими животными", однако не отмечал их клеточного строения.

o o o o Р. Броун 1831 г. Впервые описал ядро в растительной клетке. М. Шлейден 1838 г. Сделал первые шаги к раскрытию и пониманию роли ядра. Т. Шванн 1839 г. Используя свои собственные данные и результаты М. Шлейдена, обобщил знания о клетке и сформулировал клеточную теорию. Р. Вирхов. 1858 г. Обосновал принцип преемственности клеток ("каждая клетка из клетки"). Основные положения клеточной теории : клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов; клетки всех организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности; каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;

o Клетка o Прокариотическая o o o Эукариотическая бактерии, синезел. водор. грибы растения, животные, Любая эукариот. клетка состоит из 3 -х основных частей: оболочки, ядра, цитоплазмы

Ступени организации клеток

Растительная клетка o

Животная клетка o

Строение цитоплазмы o o o o Цитоплазма — основная по массе часть клетки. Она представляет собой соединение коллоидных растворов белков и других органических веществ с истинными растворами различных солей. Основное вещество цитоплазмы, в которое погружены различные клеточные структуры, — цитозолъ. В цитоплазме различают: цитоплазматический матракс (гиалоплазма) — жидкое содержимое клетки; клеточные органеллы клеточные включения система микрофиламентов и микротрубочек, формирующих цитоскелет клетки.

Органоиды постоянные, обязательные структуры клетки, обладающие определенным химическим составом, строением и выполняющие строго специфические функции. o o o Органоиды Общего назначения Спец. назначения Ворсинки Мембранные Немембранные Реснички Одно Дву Жгутики 1. ЭПС 1. Пластиды 2. АГ 2. Митохондрии 3. Лизосомы 1. Клеточный центр 2. Рибосомы 3. Микротрубочки 4. Микрофиламенты

o o Строение. ЭПС – система каналов и полостей (диаметр 500 ангстрем). Полости и каналы ограничены от цитоплазмы цитоплазматической мембраной. Существует 2 типа ЭПС Шероховатая (гранулярная) ЭПС содержит много рибосом. Гладкая (агранулярная) ЭПС не содержит рибосом. Функции ЭПС. В гранулярной ЭПС идет синтез белка – развита в железистых клетках, т. к. секреты – белки. Мало ее в клетках селезенки и лимфоузлов. В гладкой ЭПС идет синтез и накопление жиров и углеводов. В мышечных клетках гладкая ЭПС накапливая и выбрасывая ионы Ca 2+ регулирует мышечные сокращения. Транспортная функция. Образование вакуолей. o Эндоплазматическая сеть

o Строение: сложная сеть o Функции: o транспорт веществ из ЭПС. накопление и их химическая перестройка. Модифицированные в комплексе Гольджи вещества упаковываются в мембранные пузырьки. Пузырьки выбрасываются клеткой в виде секретов. Пузырьки используются клеткой (пример - лизосомы). o полостей, трубочек и пузырьков вокруг ядра. Существует три основных структурных компонента: группа мембранных полостей (5 -8), система трубочек, отходящих от полостей, пузырьки на концах трубочек. o Аппарат Гольджи

o o o Лизосомы (лизо – растворяю, сома – тело). Строение. Небольшие пузырьки диаметром 1 мкм, содержат около 40 гидролит. ферментов. Различают первичные, вторичные (образующиеся при слияние с пиноцитозными пузырьками и фагосомами), телолизосомы (это остаточные тельца после завершения процессов пищеварения или аутолиза) расщепления жиров, углеводов и белков. Функции. Участвуют в переваривании частиц, попавших в клетку за счет фагоцитоза. Участвуют в удалении отмирающих органов (утрата хвоста у головастика), клеток и органоидов.

o o Строение: от греч. Митос – нить, хондрион гранула). Размеры 0, 2 0, 7 мкм. Кол-во митохондрий зависит от вида клеток, функциональной активности, фазы жизненного цикла. Имеется два вида мембран. Наружная мембрана гладкая, без складок и выростов, имеет крупные поры. Внутренняя мембрана полупроницаема. Складки мембраны – кристы. Имеет много ферментов. Внутренняя полость митохондрий – матрикс содержит жидкость с рибосомами, РНК и ДНК. Функции: синтеза АТФ, синтез митохондриальных белков

o o o Существует 3 вида пластид. Хлоропласты Строение. Форма овальная (диаметр 3 4 мкм. ). Существует два вида мембран: наружная и внутренняя. Внутренняя мембрана образует мешочки – тилакоиды. Тилакоиды лежат друг на друге, как стопки монет, образуя граны (50 тилакоидов в гране). Хлорофилл находится в мембранах тилакоидов. В промежутках между гранами лежат рибосомы, РНК и ДНК. Рибосомы синтезируют белки хлоропластов. Функции: фотосинтез o Строение хлоропласта

o o Хромопласты (окрашенные пластиды). Находятся в окрашенных клетках растения (цветки, плоды, стебли, листья). Величина 5 6 мкм. Хромопласты бывают разнообразной формы, заполненные пигментами, тилакоидов почти нет. От их присутствия зависит цвет растения. Это погибшие пластиды. Лейкопласты – бесцветные пластинки. Находятся в клетках неокрашенных частей растения (стебли, клубни). Форма разнообразна, размеры 5 6 мкм. Содержат запасы питательных веществ (крахмал клубней картофеля). Лейкопласты могут переходить в хлоро и хромопласты, хлоропласты только в хромопласты. Пластиды размножаются делением, распределяясь между дочерними клетками поровну.

o o o Клеточный центр (центриоли). Расположены вблизи ядра клеток животных и некоторых растений. В основании жгутиков и ресничек лежит размножившийся клеточный центр в виде базального тельца. Строение. Это цилиндры, длина которых – 1 мкм. Стенки цилиндра состоят из микротрубочек. В клетке имеются две центриоли, лежащих перпендикулярно другу. Функции: формирование веретена деления. Лежат в основании жгутиков и ресничек.

o o Строение. Гранулы диаметром 150 200 ангстрем. Химический состав: белки и р. РНК. Рибосома состоит из двух субъединиц – большой и малой. Большая часть лежит в гранулярной ЭПС, а малая часть лежит свободно в цитоплазме. Функции. Синтез всех белков в клетке. Сборка белка идет по матрице и. РНК. Большая часть белка синтезируется в шероховатой (гранулярной) ЭПС. Полисомы (полирибосомы) – группы из нескольких десятков рибосом. Синтезированные белки транспортируются по каналам ЭПС к органоидам. o Рибосомы

o o o Органоиды движения. Это реснички, жгутики и миофибриллы. Жгутики и реснички – это выросты клетки, окруженные мембраной, способные к передвижению. Реснички имеют длину менее 10 мкм. Жгутики имеют длину более 15 мкм. В их стенках по всей длине проходит 9 пар, а в центре одна пара микротрубочек, состоящих из белка – тубулина.

Включения o o Включения временные образования, которые появляются и исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Различают плотные включения (гра нулы, кристаллы) и с жидким содержимым (вакуоли). Условно включения разделяются на трофические, секреторные и специфические. К трофическим относят капли жира, гранулы гликогена, белка, липофусцина, липохромов, кристаллы холестерина, крахмал в растительной клетке. Секреторные включения находятся в железистых клетках в виде гранул. Они обычно липидной, белковой или полисахаридной природы. Нередко гранулы содержат биологически активные вещества (ферменты, гормоны). Примером может служить инсулин в клетках поджелудочной железы. Специфические включения делятся на группы. Это витамины, яды, эфир ные масла, антибиотики, экскреторные вещества (мочевина, серотонин (биологически активные вещества), пигменты.

o o o o отсутствие ядра, ограниченного o Прокариотическая мембраной; клетка размещение генетического материала в одной хромосоме — одной кольцевой молекуле ДНК, расположенной в ядерной области цитоплазмы, называемой нуклеоидом; отсутствие мембранных органелл; выполнение функций отсутствующих органелл мезосомами — структурами, сформированными путем впячивания плазматической мембраны; наличие жесткой защитной оболочки — клеточной стенки, под которой находится цитоплазматическая мембрана; размножение, путем простого деления надвое (амитоз); отсутствие митоза и мейоза; наличие рибосом, включений (гликоген, липиды и др. ).