Читайте также:
|
Клетки, образующие ткани животных и растений, значительно различаются по
форме, размерам и внутреннему строению. Однако все они обнаруживают сходство
в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмена веществ, в
раздражимости, росте, развитии, способности к изменчивости.
Клетки всех типов содержат два основных компонента, тесно связанных между собой,
— цитоплазму и ядро. Ядро отделено от цитоплазмы пористой мембраной и содержит
ядерный сок, хроматин и ядрышко. Полужидкая цитоплазма заполняет всю клетку и
пронизана многочисленными канальцами. Снаружи она покрыта цитоплазматической
мембраной. В ней имеются специализированные структуры-органоиды,
присутствующие в клетке постоянно, и временные образования — включения.
Мембранные органоиды: наружная цитоплазматическая мембрана (HЦM),
эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии и
пластиды. В основе строения всех мембранных органоидов лежит биологическая
мембрана. Все мембраны имеют принципиально единый план строения и состоят из
двойного слоя фосфолипидов, в который с различных сторон ива разную глубину
погружены белковые молекулы. Мембраны органоидов отличаются друг от друга лишь
наборами входящих в них белков.
Цитоплазматическая мембрана. У всех клеток растений, многоклеточныхживотных, у простейших и бактерий клеточная мембрана трехслойна: наружный ивнутренний слои состоят из молекул белков, средний — из молекул липидов. Онаограничивает цитоплазму от внешней среды, окружает все органоиды клетки ипредставляет собой универсальную биологическую структуру. В некоторых клеткахнаружная оболочка образована несколькими мембранами, плотно прилегающими друг кдругу. В таких случаях клеточная оболочка становится плотной и упругой ипозволяет сохранить форму клетки, как, например, у эвглены и инфузориитуфельки. У большинства растительных клеток, помимо мембраны, снаружи имеетсяеще толстая целлюлозная оболочка — клеточная стенка. Она хорошоразличима в обычном световом микроскопе и выполняет опорную функцию за счетжесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму.На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты — микроворсинки,складки, впячивания и выпячивания, что во много раз увеличивает всасывающую иливыделительную поверхность. С помощью мембранных выростов клетки соединяютсядруг с другом в тканях и органах многоклеточных организмов, на складках мембранрасполагаются разнообразные ферменты, участвующие в обмене веществ.Отграничивая клетку от окружающей среды, мембрана регулирует направлениедиффузии веществ и одновременно осуществляет активный перенос их внутрь клетки(накопление) или наружу (выделение). За счет этих свойств мембраны концентрацияионов калия, кальция, магния, фосфора в цитоплазме выше, а концентрация натрияи хлора ниже, чем в окружающей среде. Через поры наружной мембраны из внешнейсреды внутрь клетки проникают ионы, вода и мелкие молекулы других веществ.Проникновение в клетку относительно крупных твердых частиц осуществляется путем фагоцитоза (от греч. “фаго” — пожираю, “питое” — клетка)[3]. При этом наружная мембрана в месте контакта с частицей прогибаетсявнутрь клетки, увлекая частицу в глубь цитоплазмы, где она подвергаетсяферментативному расщеплению. Аналогичным путем в клетку попадают и капли жидкихвеществ; их поглощение называется пиноцитозом (от греч. “пино” — пью,“цитос” — клетка). Наружная клеточная мембрана выполняет и другие важныебиологические функции. Цитоплазма на 85 % состоит из воды, на 10 % — из белков, остальной объемприходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральныхсоединений; все эти вещества образуют коллоидный раствор, близкий поконсистенции глицерину. Коллоидное вещество клетки в зависимости от еефизиологического состояния и характера воздействия внешней среды имеет свойстваи жидкости, и упругого, более плотного тела. Цитоплазма пронизана каналамиразличной формы и величины, которые получили название эндоплазматическойсети. Их стенки представляют собой мембраны, тесно контактирующие со всемиорганоидами клетки и составляющие вместе с ними единуюфункционально-структурную систему для осуществления обмена веществ и энергии иперемещения веществ внутри клетки.В стенках канальцев располагаются мельчайшие зернышки—гранулы, называемые рибосомами. Такая сеть канальцев называется гранулярной. Рибосомы могутрасполагаться на поверхности канальцев разрозненно или образуют комплексы изпяти-семи и более рибосом, называемые полисомами. Другие канальцыгранул не содержат, они составляют гладкую эндоплазматическую сеть. На стенкахрасполагаются ферменты, участвующие в синтезе жиров и углеводов.Внутренняя полость канальцев заполнена продуктами жизнедеятельности клетки.Внутриклеточные канальцы, образуя сложную ветвящуюся систему, регулируютперемещение и концентрацию веществ, разделяют различные молекулы органическихвеществ и этапы их, синтеза. На внутренней и внешней поверхности мембран,богатых ферментами, осуществляется синтез белков, жиров и углеводов, которыелибо используются в обмене веществ, либо накапливаются в цитоплазме вкачестве включений, либо выводятся наружу. Рибосомы встречаются во всех типах клеток — от бактерий до клетокмногоклеточных организмов. Это округлые тельца, состоящие из рибонуклеиновойкислоты (РНК) и белков почти в равном соотношении. В их состав непременновходит магний, присутствие которого поддерживает структуру рибосом. Рибосомымогут быть связаны с мембранами эндоплазматической сети, с наружной клеточноймембраной или свободно лежать в цитоплазме. В них осуществляется синтез белков.Рибосомы кроме цитоплазмы встречаются в ядре клетки. Они образуются в ядрышке изатем поступают в цитоплазму. Комплекс Гольджи в растительных клетках имеет вид отдельных телец,окруженных мембранами. В животных клетках этот органоид представлен цистернами,канальцами и пузырьками. В мембранные трубки комплекса Гольджи из канальцевэндоплазматической сети поступают продукты секреции клетки, где они химическиперестраиваются, уплотняются, а затем переходят в цитоплазму и либоиспользуются самой клеткой, либо выводятся из нее. В цистернах комплексаГольджи происходит синтез полисахаридов и их объединение с белками, врезультате чего образуются гликопротеиды. Митохондрии — небольшие тельца палочковидной формы, ограниченные двумямембранами. От внутренней мембраны митохондрии отходят многочисленные складки —кристы, на их стенках располагаются разнообразные ферменты, с помощью которыхосуществляется синтез высокоэнергетического вещества — аденозинтрифосфорнойкислоты (АТФ)[4]. В зависимости отактивности клетки и внешних воздействий митохондрии могут перемещаться,изменять свои размеры, форму. В митохондриях найдены рибосомы, фосфолипиды, РНКи ДНК. С присутствием ДНК в митохондриях связывают способность этих органоидовк размножению путем образования перетяжки или почкованием в период деленияклетки, а также синтез части митохондриальных белков. Лизосомы - мелкие овальные образования, ограниченные мембраной ирассеянные по всей цитоплазме. Встречаются во всех клетках животных и растений.Они возникают в расширениях эндоплазматической сети и в комплексе Гольджи,здесь заполняются гидролитическими ферментами, а затем обособляются и поступаютв цитоплазму. В обычных" условиях лизосомы переваривают частицы, попадающие вклетку путем фагоцитоза, и органоиды отмирающих клеток. Продукты лизисавыводятся через мембрану лизосомы в цитоплазму, где они включаются в составновых молекул. При разрыве лизоеомной мембраны ферменты поступают в цитоплазмуи переваривают ее содержимое, вызывая гибель клетки. Пластиды есть только в растительных клетках и встречаются, у большинствазеленых растений. В пластидах синтезируются и накапливаются органическиевещества. Различают пластиды трех видов: хлоропласты, хромопласты илейкопласты. Хлоропласты — зеленые пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл. Онинаходятся в листьях, молодых стеблях, незрелых плодах. Хлоропласты окруженыдвойной мембраной. У высших растений внутренняя часть хлоропластов заполненаполужидким веществом, в котором параллельно друг другу уложены пластинки.Парные мембраны пластинок, сливаясь, образуют стопки, содержащие хлорофилл. Вкаждой стопке хлоропластов высших растений чередуются слои молекул белка имолекул липидов, а между ними располагаются молекулы хлорофилла. Такая слоистаяструктура обеспечивает максимум свободных поверхностей и облегчает захват иперенос энергии в процессе фотосинтеза. Хромопласты — пластиды, в которых содержатся растительные пигменты(красный или бурый, желтый, оранжевый). Они сосредоточены в цитоплазме клетокцветков, стеблей, плодов, листьев растений и придают им соответствующуюокраску. Хромопласты образуются из лейкопластов или хлоропластов в результатенакопления пигментов каротиноидов [5]. Лейкопласты—бесцветные пластиды, располагающиеся в неокрашенных частяхрастений: в стеблях, корнях, луковицах и др. В лейкопластах одних клетокнакапливаются зерна крахмала, в лейкопластах других клеток — масла, белки.Все пластиды возникают из своих предшественников — пропластид. В них выявленаДНК, которая контролирует размножение этих органоидов. Клеточный центр, или центросома, играет важную роль при делении, клетки исостоит из двух центриолей. Он встречается у всех клеток животных ирастений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших. Центриоли вделящихся клетках принимают участие в формировании веретена деления ирасполагаются на его полюсах. В делящейся клетке первым делится клеточныйцентр, одновременно образуется ахроматиновое веретено, ориентирующее хромосомыпри расхождении их к полюсам. В дочерние клетки отходит по одной центриоле.У многих растительных и животных клеток имеются органоиды специальногоназначения: реснички, выполняющие функцию движения (инфузории,клетки дыхательных путей), жгутики (простейшие одноклеточные, мужскиеполовые клетки у животных и растений и др.). Включения - временные элемеаты, возникающие в клетке на определеннойстадии ее жизнедеятельности в результате синтетической функции. Они либоиспользуются, либо выводятся из клетки. Включениями являются также запасныепитательные вещества: в растительных клетках—крахмал, капельки жира, блки,эфирные масла, многие органические кислоты, соли органических и неорганическихкислот; в животных клетках - гликоген (в клетках печени и мышцах), капли жира(в подкожной клетчатке); Некоторые включения накапливаются в клетках какотбросы — в виде кристаллов, пигментов и др. Вакуоли — это полости, ограниченные мембраной; хорошо выражены в клеткахрастений и имеются у простейших. Возникают в разных участках расширенийэндоплазматической сети. И постепенно отделяются от нее. Вакуоли поддерживаюттургорное давление, в них сосредоточен клеточный или вакуолярный сок, молекулыкоторого определяют его осмотическую концентрацию. Считается, чтопервоначальные продукты синтеза - растворимые углеводы, белки, пектины и др. —накапливаются в цистернах эндоплазматической сети. Эти скопления и представляютсобой зачатки будущих вакуолей. Цитоскелет. Одной из отличительных особенностейэукариотической клетки является развитие в ее цитоплазме скелетных образованийв виде микротрубочек и пучков белковых волокон. Элементы цитоскелета тесносвязаны с наружной цитоплазматической мембраной и ядерной оболочкой, образуютсложные переплетения в цитоплазме. Опорные элемеиты цитоплазмы определяют формуклетки, обеспечивают движение внутриклеточных структур и перемещение всейклетки. Ядро клетки играет основную роль в ее жизнедеятельности, с его удалениемклетка прекращает свои функции и гибнет. В большинстве животных клеток одноядро, но встречаются и многоядерные клетки (печень и мышцы человека, грибы,инфузории, зеленые водоросли). Эритроциты млекопитающих развиваются изклеток-предшественников, содержащих ядро, но зрелые эритроциты утрачивают его иживут недолго.Ядро окружено двойной мембраной, пронизанной порами, посредством которых онотесно связано с каналами эндоплазматической сети и цитоплазмой. Внутри ядранаходится хроматин — спирализованные участки хромосом. В период деленияклетки они превращаются в палочковидные структуры, хорошо различимые в световоймикроскоп. Хромосомы — это сложный комплекс белков с ДНК, называемый нуклеопротеидом [6]. Функции ядра состоят в регуляции всех жизненных отправлений клетки, которуюоно осуществляет при помощи ДНК и РНК-материальных носителей наследственнойинформации. В ходе подготовки к делению клетки ДНК удваивается, в процессемитоза хромосомы расходятся и передаются дочерним клеткам, обеспечиваяпреемственность наследственной информации у каждого вида организмов. Кариоплазма — жидкая фаза ядра, в которой в растворенном виденаходятся продукты жизнедеятельности ядерных структур. Ядрышко — обособленная, наиболее плотная часть ядра.В состав ядрышка входят сложные белки и РНК, свободные или связанные фосфатыкалия, магния, кальция, железа, цинка, а также рибосомы. Ядрышко исчезаетперед началом деления клетки и вновь формируется в последней фазе деления.Таким образом, клетка обладает тонкой и весьма сложной организацией. Обширнаясеть цитоплазматических мембран и мембранный принцип строения органоидовпозволяют разграничить множество одновременно протекающих в клетке химическихреакций. Каждое из внутриклеточных образований имеет свою структуру испецифическую функцию, но только при их взаимодействии возможна гармоничнаяжизнедеятельность клетки. На основе такого взаимодействия вещества изокружающей среды поступают в клетку, а отработанные продукты выводятся из неево внешнюю среду — так совершается обмен веществ. Совершенство структурнойорганизации клетки могло возникнуть только в результате длительнойбиологической эволюции, в процессе которой выполняемые ею функции постепенноусложнялись.Простейшие одноклеточные формы представляют собой и клетку, и организм совсеми его жизненными проявлениями. В многоклеточных организмах клеткиобразуют однородные группы — ткани. В свою очередь ткани формируют органы,системы, и их функции определяются общей жизнедеятельностью целостногоорганизма.
Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 17 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Каждому человеку в социальном государстве должна быть обеспечена потреб. Корзина, подкрепленная прожиточным минимумом, достойные уровеь и качество жизни. | | | Субьекты и объекты гражданских правоотношений. |