биология1. Биология1. 1. История формирования представлений о клетке и ее строении
 Скачать 12.24 Kb.
|
|
1.История формирования представлений о клетке и ее строении Открытие клетки принадлежит английскому ученому Р. Гуку (1665 г.), который, просматривая под микроскопом тонкий срез пробки, увидел структуры, похожие на пчелиные соты, и назвал их клетками. Наиболее близко к формулировке клеточной теории подошел немецкий ботаник М. Шлейден, который установил, что тело растений состоит из клеток. Клеточную теорию сформулировали немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн в 1839 г. 2.Клеточная теория: основные положения и этапы развития (М. Шлейден, Т. Шван, Р. Вирхов). клетка — основная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого, способная к самовоспроизведению, саморегуляции и самообновлению; клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям 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 выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям. 3.Современное состояние клеточной теории. Значение клеточной теории в обосновании единства органического мира. Эти положения доказывают единство происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Благодаря клеточной теории стало понятно, что клетка — это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Дальнейшее развитие клеточной теории получило в работах Р. Вирхова (1858 г.), который предположил, что клетка образуется из предшествующих материнских клеток. В 1874 году русским ботаником И.Д. Чистяковым, а в 1875 году польским ботаником Э. Страсбургером было открыто деление клеток — митоз и, таким образом, подтвердилось предположение Р. Вирхова. На современном этапе клетки млекопитающих, в том числе и человека, могут быть использованы по трем основным направлениям: служить источником необходимых молекул (биотехнология), являться моделью для изучения тех или иных процессов организма (фундаментальные исследования, медицина, фармакология) и непосредственно быть использованы для получения живых организмов и их составляющих (фундаментальные исследования, медицина). 4.Типы клеточной организации и их характеристика. Выделяют два типа клеточной организации: 1) прокариотический, 2)эукариотический. Общим для клеток обоих типов является то, что клетки ограничены оболочкой, внутреннее содержимое представлено цитоплазмой. В цитоплазме находятся органоиды и включения. 5.Клеточные мембраны, их структура и функциональное значение. Клеточная мембрана называется плазмалеммой или плазматической мембраной. Главные функции клеточной мембраны – поддержание целостности клетки и осуществление взаимосвязи с внешней средой. Клеточные мембраны состоят из липопротеиновых (жиробелковых) структур и имеют толщину в 10 нм. Стенки мембран образованы липидами трёх классов: фосфолипидами – соединениями фосфора и жиров; гликолипидами – соединениями липидов и углеводов; холестеролом (холестерином) – жирным спиртом. Эти вещества образуют жидкостно-мозаичную структуру, состоящую из трёх слоёв. Фосфолипиды формируют два внешних слоя. Они имеют гидрофильную головку, от которой отходят два гидрофобных хвостика. Хвостики повёрнуты внутрь структуры, образуя внутренний слой. При встраивании холестерола в хвостики фосфолипидов мембрана приобретает жёсткость. Между фосфолипидами встроены гликолипиды, выполняющие рецепторную функцию, и белки двух видов: периферические (внешние, поверхностные) – находятся на липидной поверхности, не проникая вглубь мембраны; интегральные – встроены на разные уровни, могут пронизывать всю мембрану, только внутренний или наружный липидный слой; Все белки отличаются по своей структуре и выполняют разные функции. Например, глобулярные белковые соединения имеют гидрофобно-гидрофильную структуру и выполняют транспортную функцию. Какие функции выполняет клеточная мембрана: барьерную– отделяет содержимое клетки от внешней среды; транспортную– регулирует обмен веществ; ферментативную– осуществляет ферментативные реакции; рецепторную– распознаёт внешние стимулы. 6.Органоиды клетки, их классификация и морфофункциональная организация Классификация органоидов по наличию мембраны: • мембранные (ядро, митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы) • немембранные (рибосомы, клеточный центр, элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты), жгутики и реснички) Классификация органоидов по функциональной специализации: • органеллы общего назначения (гладкая и шероховатая эндоплазматиче- ская сеть, митохондрии, рибосомы и полисомы, пластинчатый комплекс, пероксисомы, микрофибриллы и микротрубочки, центриоли клеточного центра, пластиды) специфические (микроворсинки кишечника, реснички эпителия трахеи и бронхов, жгутики, миофибриллы) 7.Цитоплазматические включения: классификация, характеристика. Цитоплазматические включения: - секреторные – специфические продукты жизнедеятельности клеток, как правило встречаются в железистых клетках; - экскреторные – конечные продукты жизнедеятельности клетки, подлежащие удалению из неё; - трофические – питательные вещества клетки (жиры, углеводы, иногда белки). 8.Ядро как система управления клетки. Структура ядра. Ядро – это важный структурный компонент эукариотической клетки, который содержит молекулы ДНК– генетическую информацию. Имеет округлую или овальную форму. Ядро хранит, передает и реализует наследственную информацию, а также обеспечивает синтез белка. Подробнее о клеточной организации, составе и функциях ядра животной или растительной клетки рассмотрим в таблице ниже. 9.Функциональная связь органоидов клетки. Клетка является сложным комплексом относительно обособленных компонентов, обладающих специфическими функциями и строением. Клеточные компоненты тесно взаимодействуют друг с другом, формируя единую неразрывную структурно-функциональную систему. • Наследственная информации эукариотической клетки сосредоточена преимущественно в ядре. В ядре на ДНК осуществляется синтез матричных РНК, которые транслируются (синтезируются) в цитоплазме с участием рибосом. Белки, синтезированные рибосомами на гранулярной эндоплазматической сети, транспортируются из ЭПС в комплекс Гольджи, в котором они подвергаются модификации. Из комплекса Гольджи в составе пузырьков белки доставляются к разным органоидам, а также к плазмалемме. При слиянии пузырька с плазмалеммой происходит секреция белка из клетки в межклеточное пространство. • Все клеточные мембраны синтезируются эндоплазматическим ретикулюмом. Затем мембранный материал распространяется по клетке в направлении: ЭПР → комплекс Гольджи → другие мембранные компоненты (органеллы, плазмалемма). • Энергетическое обеспечение всех энергозависимых процессов в клетке осуществляется за счёт функциональной активности митохондрий, а у растений также хлоропластов. 10.Особенности морфологии растительных клеток В растительной клетке есть ядро и все органоиды, свойственные животной клетке: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Вместе с тем она отличается от животной клетки следующими особенностями строения: 1) прочной клеточной стенкой значительной толщины; 2) особыми органоидами – пластидами, в которых происходит первичный синтез органических веществ из минеральных за счет энергии света – фотосинтез; 3) paзвитой системой вакуолей, в значительной мере обусловливающих осмотические свойства клеток. Растительная клетка, как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, но, кроме нее, ограничена толстой состоящей из целлюлозы клеточной стенкой. Наличие клеточной стенки – специфическая Особенность растений. Она определила малую подвижность растений. Вследствие этого питание и дыхание организма стали зависеть от поверхности тела, контактирующей с окружающей средой, что привело в процессе эволюции к большей расчлененности тела, гораздо более выраженной, чем у животных. Клеточная стенка имеет поры, через которые каналы эндоплаэматической сети соседних клеток сообщаются друг с другом. Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии – одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растительных организмов. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах. Вакуоли окружены мембраной и рецэвиваются из эндоплазматичеокой сети. Вакуоли содержат в растворенном виде белки, углеводы, низкомолекулярные продукты синтеза, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое растворенными в вакуолярном соке веществами, приводит к тому, что в клетку поступает вода, которая обусловливает тургор – напряженное состояние клеточной стенки. Толстые упругие стенки обеспечивают прочность растений к статическим и динамическим нагрузкам. 11.Возникновение клеточной организации в процессе эволюции. Теории происхождения эукариотических клеток. Коацерватная гипотеза возникновения клеточной организации Синтетическая теория возникновения эукариотических клеток. инвагинационной гипотезе |