Цит. цитология. 1590 году два брата, Ганс и Захариус Янссены
 Скачать 28.67 Kb.
|
|
1 вопрос Предпосылкой для открытия клетки явилось изобретение микроскопа и его использование для исследования биологических объектов. Первый световой микроскоп сконструировали в Голландии в 1590 году два брата, Ганс и Захариус Янссены, шлифовальщики линз. Долгое время микроскоп использовался как забава, игрушка для развлечения знатных особ. Первые упоминания о клетке появились в XVII веке, когда в 1665 году английский ученый Роберт Гук, рассматривая под микроскопом срез пробки, обнаружил, что она состоит из ячеек или полостей, напоминающих пчелиные соты, которые он назвал клетками (от греч. kytos – полость, лат. – cellula). Термин «клетка» утвердился в биологии, несмотря на то, что Роберт Гук наблюдал, в действительности, не клетки, а только целлюлозные оболочки растительных клеток. Кроме того, клетки не являются полостями. В дальнейшем клеточное строение многих частей растений видели и описали М. Мальпиги, Н. Грю, а также А. Левенгук. Метод дифференциального центрифугирования. При быстром вращении в ультрацентрифуге органоиды клеток располагаются слоями в соответствии со своей плотностью и массой. Более плотные органеллы осаждаются при более низких скоростях, а менее плотные — при более высоких скоростях. Рентгеноструктурный анализ позволяет определить атомную структуру вещества. Рентгеновские лучи короче ультрафиолетовых. Авторадиография (радиоавтография) — метод изучения распределения радиоактивных веществ в исследуемом объекте, при котором эти вещества как бы сами себя фотографируют. Например, при изучении фотосинтеза биологи с помощью этого метода могут увидеть след радиоактивного диоксида углерода. Флуоресцентная микроскопия. В ультрафиолетовом свете (его лучи короче лучей видимого света) клеточные компоненты могут светиться. Также они могут светиться при добавлении специальных красителей. С использованием данного метода можно видеть места, где скапливаются нуклеиновые кислоты, жиры, витамины и др. 2 вопрос Современная клеточная теория включает основные положения: Клетка — элементарная единица живого, основная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов.Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов имеют общее происхождение и сходны по своему строению и химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ. Размножение клеток происходит путем их деления. 3 вопрос Клетка состоит из органических и неорганических веществ. К неорганическим относятся вода и минеральные соли,а к органическим белки, углеводы и нуклеиновые кислоты, а также жиры и липоиды. Белки составляют 10 – 12% от общей массы клетки. Белки представляют собой полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Живыми организмами используется 20 аминокислот Углеводы бывают простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. В зависимости от числа атомов углевода в молекуле моносахариды называются триозами, тетрозами, пентозами или гексозами. Сложные углеводы, называются полисахаридами. Существуют такие полисахариды как хитин, целлюлоза, крахмал и гликоген. Целлюлоза образует стенки растительных клеток. Сложный полисахарид хитин служит главным структурным компонентом наружного скелета членистоногих, а также выполняет строительную функцию у грибов. Крахмал у растений и гликоген у животных откладываются в клетках и служат энергетическим резервом. Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Существуют 2 типа нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. ДНК — полимер, состоящий из двух нуклеотидных спиралей, заключенных так, что образуется двойная спираль. Мономеры молекул ДНК представляют собой нуклеотиды, состоящие из азотистого основания (аденина, тимина, гуанина или цитозина), углевода (дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты. В цепочке РНК нуклеотиды соединяются путем образования ковалентных связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. По структуре различаются двух цепочечные РНК. Двух цепочечные РНК являются хранителями генетической информации у ряда вирусов, т.е. выполняют у них функции хромосом. Одно цепочечные РНК осуществляют перенос информации о структуре белков от хромосомы к месту их синтеза и участвуют в синтезе белков. Существует несколько видов одно цепочечной РНК- рРНК(рибосомальная, содержащаяся в рибосомах), иРНК (информационная, переносящие к рибосомам информацию о последовательности аминокислот в белках, которые должны синтезироваться). тРНК(транспортная, она доставляет аминокислоты к месту синтеза белка, «узнают» (по принципу комплементарности) триплет и РНК, соответствующий переносимой аминокислоте, осуществляют точную ориентацию аминокислоты на рибосоме.) Жиры представляют собой соединения жирных высокомолекулярных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры не растворяются в воде – они гидрофобны. В клетке всегда есть и другие сложные гидрофобные жироподобные вещества, называемые липоидами. Одна из основных функций жиров — энергетическая. Содержание жира в клетке колеблется в пределах 5 – 15% от массы сухого вещества. В клетках живой ткани количество жира возрастает до 90%. Главная функция жиров в животном (и отчасти — растительном) мире — запасающая. Жиры и липоиды выполняют и строительную функцию: они входят в состав клеточных мембран. Благодаря плохой теплопроводности жир способен к защитной функции. У некоторых животных (тюлени, киты) он откладывается в подкожной жировой ткани, образуя слой толщиной до 1 м. Образование некоторых липоидов предшествует синтезу ряда гормонов. Следовательно, этим веществам присуща и функция регуляции обменных процессов. 4 вопрос Существуют клетки 2 типов: прокариоты(не имеющие ядра) и эукариоты(имеющие ядро). Большинство клеток относятся к эукариотам, к ним относятся клетки животных, растений и грибов, а к прокариотам все представители царства бактерий и водоросли. Если брать эукариотические клетки, то все они имеют плазматическую мембрану, цитоплазму и ядро (у прокариотов нет ядра,хромосомы содержаться в цитоплазме) 5 вопрос Прокариоты не имеют оформленного ядра. Наследственная информация у них передается через молекулу ДНК, которая образует нуклеоид. В цитоплазме прокариотов нет многих органоидов, как в эукаротах, функции этих органоидов выполняют ограниченные мембранами полости. В прокариотических клетках имеются рибосомы. Размножаются путем деления без выраженного полового процесса. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии. 6 вопрос Эукариоты-организмы, в клетках которых есть четко выраженные ядра, имеющие свою собственную оболочку (кариолемму). Ядерная ДНК у них входит в состав хромосом. В цитоплазме имеются различные органоиды, выполняющие специфические функции. 7 вопрос Снаружи клетка покрыта плотной клеточной стенкой, в которой имеются более тонкие участки — поры. Под ней находится очень тонкая плёнка — мембрана, покрывающая содержимое клетки — цитоплазму. В цитоплазме есть полости — вакуоли, заполненные клеточным соком. В центре клетки или около клеточной стенки расположено плотное тельце — ядро с ядрышком. От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой. По всей цитоплазме распределены мелкие тельца — пластиды. Также имеются такие органоиды как лизосомы, рибосомы, митохондрии, микротрубочки, большая центральная вакуоль, аппарат Гольджи и ЭПС(гладкая и шероховатая). 8 вопрос Основное различие прокариот и эукариот состоит в том, что в клетках прокариот генетический материал располагается непосредственно в цитоплазме и представлен нуклеоидом, содержащим чаще всего замкнутую в кольцо молекулу ДНК. У эукариот генетический материал отделен ядерной оболочкой и, соответственно, заключен в ядре. Он представлен линейными молекулами ДНК, «упакованными» в хромосомы. Кроме рибосом внутри прокариотической клетки нет других органелл и мембранных структур, в то время как эукариотические клетки содержат эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии и другие органеллы. Внутри клеток прокариот могут быть газовые пузырьки или другие включения, окруженные белковой оболочкой. Энергетические процессы, такие как дыхание и фотосинтез, происходящие у эукариот на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов соответственно, у прокариот происходит непосредственно на мембране клетки. Цитоскелет прокариот не включает в себя характерных для эукариотической клетки элементов (микротрубочек, актиновых филаментов, микрофиламентов) и образован другими белками. Прокариоты не способны к эндоцитозу и амебоидному движению. Клеточные покровы прокариот и эукариот так же существенно отличаются. Клетки бактерий и эукариот покрыты цитоплазматической мембраной, состоящей из двойного слоя фосфолипидов, в которых жирные кислоты связаны с молекулой глицерина сложноэфирной связью. Клеточная стенка бактерий состоит из пептидогликана (муреина), которого нет у эукариот. 9 вопрос Клетки животных, как правило, меньше, чем растительные клетки, также клетки животных бывают разных размеров и имеют округлые или неправильные формы. Растительные клетки более схожи по размеру и обычно имеют форму прямоугольника или куба. Животные клетки хранят энергию в виде сложного углеводного гликогена. Растительные клетки хранят энергию в виде крахмала. Клетки животных увеличиваются в размерах, увеличивая число клеток. Растительные клетки в основном увеличивают размер клеток, становясь более крупными. Они растут, накапливая больше воды в центральной вакуоли. У клеток животных нет клеточной стенки, но есть клеточная мембрана. Клетки растений имеют клеточную стенку, состоящую из целлюлозы, а также клеточной мембраны. Также животные клетки имеют центриоли, реснички и лизосомы, которых нет в растительной клетке, но в них есть пластиды и вакуоль,которых не имеет животная клетка 10 вопрос Выделяют следующие составляющие поверхностного аппарата клеток эукариот: плазматическую мембрану, надмембранный и субмемранный комплексы. Первая представлена в виде сферически замкнутого элемента. Плазмолемма считается основой поверхностного клеточного аппарата. Надмембранный комплекс (его именуют также гликокаликсом) – это наружный элемент, расположенный над плазматической мембраной. В его состав входят различные компонеты. В частности, к ним относятся: Углеводные части гликопротеидов и гликолипидов, мембранные периферические белки, специфические углеводы и полуинтегральные и интегральные белки. Субмембранный комплекс расположен под плазмолеммой. В его составе выделяют опорно-сократительную систему и периферическую гиалоплазму. 11 вопрос ГЛИКОКА́ЛИКС- оболочка, расположенная над клеточной мембраной различных типов животных клеток; образована олигосахаридными цепями мембранных гликолипидов и гликопротеинов, а также адсорбированными протеогликанами и гидролитическими ферментами. В нем происходит внеклеточное пищеварение, а также располагаются многие клеточные рецепторы. Гликокаликс — это дополнительный защитный слой на поверхности клетки, сформированный прикрепленными к ЦПМ молекулами белков, углеводов и липидов, а также наружными частями вмонтированных в мембрану протеинов. Основу такого цитологического покрова составляет сетка гликозидов (гликопротеинов и протеогликанов). В состав гликокаликса входят: протеогликаны (цепи гликозаминогликанов, соединенных с белковым ядром) —состоят из синдиканов, глипиканов, мимекана, перлакана и бигликанов; гликозаминогликаны (линейные дисахаридные полимеры уроновой кислоты и гексозамина) — на 50-90 % состоят из гепарансульфата, а также включают дерматансульфат, хондроитинсульфат, кератансульфат и гиалуронан; гликопротеины, содержащие кислые олигосахариды и сиаловые кислоты; различные растворимые компоненты (белки, протеогликаны и др); молекулы, адсорбированные на поверхность мембраны из внеклеточного пространства. Функции: -участвует в трансдукции сигнала из внеклеточной среды во внутриклеточную; -предохраняет цитоплазматическую мембрану от стрессовых и механических воздействий; -обеспечивает адгезивные свойства некоторых клеток; -выполняет роль фактора распознавания. У бактерий гликокаликс обеспечивает прикрепление к поверхности, предохраняет от потери влаги при попадании в сухую среду, защищает от действия антибактериальных веществ. У патогенных микроорганизмов данный слой может препятствовать обнаружению возбудителя иммунной системой. 12 вопрос Цитоплазма- это отделенная от внешней среды клеточной оболочкой внутренняя полужидкая коллоидная среда клетки, в которой расположены ядро, все органеллы мембранного и немембранного строения. Все пространство между органоидами в клетке заполнено растворимым содержимым цитоплазмы(цитозолем). Агрегатное состояние цитоплазмы может быть различным: редким-золь и вязким-гель. По химическому составу цитоплазма достаточно сложная. Это полужидкая слизистая слизистая бесцветная масса сложного физико-химического строения(биологический коллоид) Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром; подразделяется на гиалоплазму (основное вещество цитоплазмы), органоиды (постоянные компоненты цитоплазмы) и включения (временные компоненты цитоплазмы). Химический состав цитоплазмы: основу составляет вода (60–90% всей массы цитоплазмы), различные органические и неорганические соединения. Цитоплазма имеет щелочную реакцию. Функции цитоплазмы: транспортировка питательных веществ и утилизация продуктов обмена клетки; буферность цитоплазмы (постоянство физико-химических свойств) обеспечивает гомеостаз клетки, поддерживает постоянные нужные параметры жизнедеятельности; поддержание тургора (упругость) клетки; все биохимические реакции происходят только в водных растворах, что обеспечивается в среде цитоплазмы. 13 вопрос Это поверхностная периферическая структура, не только ограничивающая клетку снаружи, но и обеспечивающая ее непосредственную связь с внеклеточной средой, а следовательно, и со всеми веществами и стимулами, воздействующими на клетку. Основу строения плазмолеммы составляет двойной слой липидных молекулбилипидная мембрана, в которую местами включены молекулы белков, также имеется надмембранный слой гликокаликс, структурно связанный с белками и липидами билипидной мембраны, и в некоторых клетках имеется подмембранный слой. Функции плазмолеммы: разграничивающая (барьерная); рецепторная или антигенная; транспортная образование межклеточных контактов. 14 вопрос В отличие от транспорта низкомолекулярных соединений, макромолекулярные соединения транспортируются с помощью процессов эндоцитоза (в клетку) и экзоцитоза (из клетки). Эндоцитоз — это транспорт макромолекул через плазмолемму. Соответственно агрегатному состоянию поглощаемого вещества выделяют пиноцитоз (захват и транспорт клеткой жидкости или растворенных в жидкости соединений) и фагоцитоз (захват и транспорт твердых частиц) Экзоцитоз (экзо — наружу) — процесс, обратный эндоцитозу. Благодаря ему клетка выводит внутриклеточные продукты или непереваренные остатки, заключенные в вакуоли или пузырьки. Пузырек подходит к цитоплазматической мембране, сливается с ней, а его содержимое выделяется в окружающую среду. Так выводятся пищеварительные ферменты, гормоны, гемицеллюлоза и др. 15 вопрос Согласно общепринятой в настоящее время жидкостно-мозаичной модели строения мембран, липиды образуют двойной слой, или липидный бислой, в котором гидрофильные «головки» молекул липидов обращены наружу, а гидрофобные «хвосты» спрятаны вовнутрь мембраны. Эти «хвосты» благодаря своей гидрофобности обеспечивают разделение водных фаз внутренней среды клетки и ее окружения. С липидами с помощью различных типов взаимодействия связаны белки. Часть белков расположена на поверхности мембраны. Такие белки называют периферическими, или поверхностными. Другие белки частично или полностью погружены в мембрану — это интегральные, или погруженные белки. Белки мембран выполняют структурную, транспортную, каталитическую, рецепторную и другие функции. Функции мембран: отделение клетки от окружающей среды и формирование внутриклеточных компартментов (отсеков); контроль и регулирование транспорта огромного многообразия веществ через мембраны; участие в обеспечении межклеточных взаимодействий, передаче внутрь клетки сигналов; преобразование энергии пищевых органических веществ в энергию химических связей молекул АТФ. 17 вопрос Клеточная мембрана эукариот состоит из двух фосфолипидных слоев, содержащих вкрапления различных белков. Двойной слой фосфолипидов называют билипидным слоем У прокариот мембрана окружена клеточной стенкой, жесткая структура которой обеспечивает защиту клетки от физических воздействий внешней среды. На рисунке ниже показано, что в компартменте бактериальной клетки генетический материал расположен компактно, однако не отделен мембраной от содержимого цитоплазмы. 18 вопрос Ядро — это важнейшая составная часть клетки, которая имеется практически во всех клетках многоклеточных организмов. Большинство клеток имеет одно ядро, но бывают двуядерные и многоядерные клетки (например, поперечно-полосатые мышечные волокна|волокна). Двуядерность и многоядерность обусловлены функциональными особенностями или патологическим состоянием клеток. Форма и размеры ядра|ядра очень изменчивы и зависят от вида организма, типа, возраста и функционального состояния клетки. В среднем объем|объём ядра|ядра составляет приблизительно 10% от общего объёма клетки. Чаще всего ядро имеет округлую или овальную форму размером от 3 до 10 мкм в диаметре. Минимальный размер ядра|ядра составляет 1 мкм (у некоторых простейших), максимальный — 1 мм (яйцеклетки некоторых рыб и земноводных). В некоторых случаях наблюдается зависимость формы ядра|ядра от формы клетки. Ядро обычно занимает центральное положение, но в дифференцированных клетках может быть смещено к периферийному участку клетки. В ядре сосредоточена практически вся ДНК эукариотической клетки. Основными функциями ядра|ядра являются: 1) Хранение и передача генетической информации; 2) Регуляция синтеза белка|белка, обмена веществ и энергии в клетке. |