Анатомия 9 класс. Анатомия и физиология как наука. Человек предмет изучения анатомии и физиологии. Клетка. Строение и жизненный цикл

• Название: Анатомия и физиология как наука. Человек предмет изучения анатомии и физиологии. Клетка. Строение и жизненный цикл
• Анкор: Анатомия 9 класс
• Дата: 01.09.2022
• Размер: 3.16 Mb.
• Имя файла: lektsia_1.docx
• Тип: Лекция; #658845

Лекция 1

Тема: «Анатомия и физиология как наука. Человек- предмет изучения анатомии и физиологии.

Клетка. Строение и жизненный цикл»

Анатомия и физиология как медицинские науки.

Анатомия и физиология человека – основные предметы теоретической и практической подготовки медработников.  Анатомия и физиология – составные части биологии, относятся к медико-биологическим наукам. Анатомия и физиология – теоретический фундамент клинических дисциплин. Первоосновой медицины является изучение тела человека. «Анатомия в союзе с физиологией – царица медицины» (Гиппократ). 

Анатомией называется наука, изучающая форму и строение тела. Термин «ана­томия» произошел от греческого слова — anatеmno — разрезать, рассекать. Основ­ная задача анатомии человека — раскрытие структуры человеческого организма в процессе его развития и жизнедеятельности. Основным объектом изучения ана­томии является человек. По методам исследования анатомия делится на макроско­пическую (изучает строение организма без помощи специальных оптических приборов), и микроскопическую (с использованием микроскопа и других оптиче­ских приборов).

Изучение строения тела человека по системам (костной, мышечной, и др.), называется систематической или описательной анатомией.

Топографическая (хирургическая) анатомия изучает строение тела человека с учетом положения (топографии) органов по отношению к полостям тела (голотопия), скелету (скелетотопия) и взаиморасположение органов друг по отноше­нию к другу (синтопия).

Пропорции и внешние формы тела человека изучает пластическая анатомия. При изучении строения тела человека широко используются данные сравни­тельной анатомии, изучающей строение животных в филогенезе (в процессе эволюции). Функциональная анатомия рассматривает структуры организма в связи с выполняемыми ими функциями.

Из микроскопической анатомии выделились гистология (учение о тканях) и цитология (учение о клетке).

Возрастная анатомия изучает развитие ор­ганизма после рождения — постнатальный период развития), в котором выде­ляют науку о старении — геронтологию.

Современную анатомию называют функциональной, так как она рассматрива­ет строение человека в связи с его функциями.

Основными методами исследования в анатомии являются: секционный, препа­ровочный, инъекционный, коррозионный, рентгеновский, эндоскопический, то­мографический, макромикроскопический, биометрический и другие методы.

Физиология человека изучает функции человеческого организма, на которых основывается современная медицина. Необходимо отметить, что функ­ции организма человека невозможно понять без знания его анатомии, рав­но как нельзя представить себе за­кономерности строения человека без изучения функций. Физиологию, как и другие науки, характе­ризует ее предмет и методы. Предметом физиологии является изучение общих и частных механизмов деятельности целостного организма.

Метод физиологии — экспериментальный. Это означает, что физиолог не ог­раничивается простым наблюдением за течением жизненного процесса, он ак­тивно вмешивается в этот процесс.

Воздействуя на организм теми или иными способами, физиолог исследует ре­акции различных систем организма на эти воздействия, делая свои выводы в точном соответствии с фактическими данными, полученными в результате опы­та.

Основные методы исследования в физиологии:

• 
  метод экстирпации (удаление) органа;
  
• 
  фистульный метод (введение в полый орган трубки и закрепление ее на ко­же);
  
• 
  метод перерезки нерва (денервация);
  
• 
  инструментальный метод (применение электрокардиографа, электроэнцефа­лографа, вживление электродов и др.);
  
• 
  методы острого и хронического физиологического эксперимента;
  
• 
  метод перфузии питательных веществ изолированных органов;
  
• 
  вариационно-статистические методы с применением компьютерной техни­ки.
  

Функциональные изменения в больном организме изучает патологическая фи­зиология, а морфологические — патологическая анатомия. Анализируя особен­ности строения тела человека и его функции, анатомия и физиология являются не только науками аналитическими, но и синтетическими, составляя фундамент медицины.

Периоды онтогенеза.

Онтогенез — это индивидуальное развитие человека. В онтогенезе различают два основных периода: пренатальный (внутриутробный) и постнатальный (внеутробный).

Пренатальный период протекает внутри организма матери, его продолжитель­ность составляет в среднем 280 суток (9 месяцев). В пренатальном периоде выде­ляют эмбриональное и плодное развитие. Первые восемь недель развития назы­вают эмбриональным, а сам зародыш — эмбрионом. Начиная с девятой недели за­родыш приобретает черты строения, характерные для человека, и называется пло­дом.

В эмбриогенезе выделяют пять последовательных этапов:

1. 
   оплодотворение и образование зиготы;
   
2. 
   дробление;
   
3. 
   гаструляция;
   
4. 
   образование третьего зародышевого листка;
   
5. 
   органогенез.
   

Оплодотворение - это процесс слияния половых клеток. В результате слияния ядер возникает одна клетка, которая называется зиготой. Зигота содержит дипло­идный набор хромосом.

Одноклеточный зародыш - зигота - это новое образование, содержащее наследст­венные признаки от материнской и отцовской клеток.

После оплодотворения начинается процесс дробления зиготы на клетки бласто­меры. Этот процесс продолжается 3-4 суток и совершается во время движения за­родыша по маточным трубам в матку. К концу первой недели после оплодотворе­ния насчитывается более 100 000 клеток, которые образуют комочек клеток - морулу. Затем в моруле появляется полость с жидкостью, возникает пузырек - бла­стула. В бластуле различают два слоя клеток: поверхностный, мелкие светлые клетки, трофобласт и внутренний, крупные темные клетки - эмбриобласт.

Первый слой дает начало оболочке, которая участвует в питании зародыша и во внедрении его в слизистую оболочку матки, а из второго слоя образуется тело за­родыша и внезародышевые органы, выполняющие защитную и трофическую функции.

Через 5 суток бластула попадает в полость матки, где на 7-е сутки происходит ее внедрение в слизистую оболочку матки. На наружной поверхности трофобласта образуется масса выростов-ворсинок, которые врастают в слизистую оболочку матки, образуя вместе с нею новый орган — плаценту (детское место).

На втором этапе эмбриогенеза — гаструляции — происходит образование мно­гослойного зародыша. В течение 2-й недели развития клетки эмбриобласта делятся на два слоя: наружный - эктодерма, и внутренний - энтодерма. В результате обра­зуется двуслойный зародыш - гаструла. Таким образом, к концу 2-й недели длина зародыша составляет всего 1,5 мм.

С 3-й недели развития в зародыше совершаются важные и сложные процессы усиленного размножения клеток, их дифференцировки и перемещения. В резуль­тате этих перегруппировок в средней части зародышевого щитка возникает валик - первичная полоска, вытянутая в направлении оси зародыша с небольшим воз­вышением в передней ее части — первичным (гензеновским) узелком. Первичная полоска определяет двустороннюю симметрию тела зародыша, т. е. его правую и левую стороны, а первичный узелок указывает на головной (краниальный) конец тела зародыша. Вследствие усиленного роста клеток первичной полоски и узелка и их смещения (иммиграции) к центру и вглубь между эктодермой и энтодермой образуется средний зародышевый листок — мезодерма и зародыш приобретают трехслойное строение.

На 17-е сутки строение зародыша усложняется, в нем формируется осевой комплекс зачатков. Часть клеток мезодермы образуя головной (хордальный) от­росток, который проникает между эктодермой и энтодермой от головного до хво­стового конца зародыша, формируя клеточный тяж — спинную струну (хорду). Головная часть зародыша растет быстрее, чем хвостовая. В конце 3-й недели раз­вития кпереди от первичного узелка в эктодерме выделяется полоска активно рас­тущих клеток — нервная пластинка, которая вскоре прогибается, образуя про­дольное углубление — нервную бороздку. По мере углубления бороздки ее края увеличиваются, сближаются и срастаются друг с другом, замыкая нервную бо­роздку в нервную трубку, из которой развивается в дальнейшем вся центральная нервная система. Эктодерма смыкается над образовавшейся нервной трубкой и теряет с ней связь.

С 20-21-х суток начинается период обособления тела зародыша посредством глубокой борозды туловищной складки. Зародыш становится выпуклым и начи­нает изгибаться в поперечном и продольном направлениях. Энтодерма образует в теле зародыша трубку - первичную кишку.

Начиная с 4-й недели развития зародыша, происходит дифференцировка за­чатков и зародышевых листков, из которых происходит формирование тканей и органов.

К концу 1-го месяца внутриутробного развития уже сформированы зачатки всех тканей. На 2-м месяце завершается закладка всех органов. Из эктодермы об­разуется эпидермис кожи и ее производные, эпителий ротовой полости, анально­го отдела прямой кишки и влагалища. Из энтодермы образуется эпителий и все железы пищеварительной системы и дыхательных путей. Из мезодермы развива­ются внутренние органы, сердце и сосуды, кости, мышцы, суставы, собственно кожа.

С конца 2-го месяца до момента рождения зародыш называют плодом.

В течение 3-го месяца происходит усиленное развитие всех органов и систем плода. Весь плод принимает характерные человеческие формы, его длина около 70 мм и масса 100 - 125 г. В этот же период (6-12 недель) происходит окончатель­ное формирование детского места, или плаценты.

Плацента является внезародышевым органом, за счет которого устанавливает­ся связь зародыша с организмом матери. Она выполняет следующие функции: трофическую, экскреторную, защитную, эндокринную.

С третьего месяца начинается интенсивный рост всех отделов и частей тела плода, продолжающийся и после рождения.

Классификация потребностей по А. Маслоу.

Потребности – физиологический и психологический недостаток чего – либо. Потребность как состояние личности всегда связана с наличием у человека чувства неудовлетворенности, связанного с дефицитом того, что требуется организму (личности). Потребности служат мотивом к действию.

Чтобы жить, быть здоровыми и счастливыми, люди нуждаются в пище, воздухе, сне и т.д. Эти потребности человека самостоятельно удовлетворяет на протяже­нии всей жизни. Обеспечиваются они функцией различных органов и систем ор­ганизма. Заболевание, вызывая нарушение функции того или иного органа, той или иной системы, мешает нормальному удовлетворению потребностей, приводит к дискомфорту.

Известный американский психолог А.X. Маслоу в 1954 г. создал иерархическую модель мотивации ("Мотивация и личность"), предложив следующую классификацию:

1. Потребности физиологические (органические) - голод, жажда, половое влечение и др. 
2. Потребности в безопасности – чувствовать себя защищенным, избавиться от страха, от агрессивности. 
3. Потребности в принадлежности и любви - принадлежать к общности, находиться рядом с людьми, быть принятым ими. 
4. Потребности уважения (почитания) - компетентность, одобрение, признание, авторитет, достижение успехов. 
5. Познавательные потребности – знать, уметь, понимать, исследовать. 
6. Эстетические потребности – гармония, симметрия, порядок, красота. 
7. Потребности в самоактуализации - реализация своих целей, способностей, развитие собственной личности.  А. Маслоу изобразил уровни потребностей человека в виде пирамиды. Физиологические потребности человека являются фундаментом его жизнедеятельности. Возможность удовле­творять свои потребности у людей различна и зависит от нескольких общих фак­торов: возраста, окружающей среды, знания, умения, желания и способности са­мого человека. Прежде чем думать об удовлетворении потребностей высшего уровня, необходимо удовлетворить потребности низшего порядка.


Анатомическая номенклатура.

Для обозначения областей тела, органов и их частей, различных понятий в анатомии пользуются специальными терминами на латинском языке — Между­народной анатомической номенклатурой.

Ниже приводится перечень наиболее употребляемых анатомических терминов:
anterior - передний

dexter - правый

distalis - дистальный

(более удаленный)

dorsalis - дорсальный, спинной

externum - наружный

lateralis - латеральный (боковой)

frontalis – фронтальный

horizontalis - горизонтальный

inferior - нижний

cranialis - краниальный, черепной

posterior - задний

sinister - левый

proximalis - проксимальный

(более близкий)

ventralis - вентральный, брюшной

intemus - внутренний

medialis - медиальный

(ближе к середине)

medianus - срединный

sagittalis - сагиттальный

verticalis - вертикальный

superior - верхний

caudalis - каудальный, хвостовой
.Части тела, отделы. Полости тела.

Части тела: голова, шея, туловище, верхние и нижние конечности.

Отделы головы: мозговой и лицевой.

Отделы туловища: грудь, спина, живот.

Отделы верхней конечности: плечо, предплечье и кисть.

Отделы нижней конечности: бедро, голень и стопа.

Области мозгового отдела головы: лобная, затылочная, височная, теменная.

Области лицевого отдела головы: глазничная, подглазничная, носовая, скуловая, околоушная, подбородочная, щечная, ротовая.

Области спины: позвоночная, лопаточная, подлопаточная, поясничная, крестцо­вая, копчиковая.

Области живота: правое и левое подреберье, подложечная, правая и левая боко­вая, пупочная, правая и левая паховая, лобковая.

Полости тела, в которых расположены органы: черепная, грудная, брюшная, по­звоночный канал, полость малого таза.

Полости тела, сообщающиеся с внешней средой: полость рта, полость носа, от­верстие мочеиспускательного канала.

Полости тела, заполненные жидкостью: желудочки мозга, спинномозговой ка­нал, плевральная и перикардиальная полости, суставная, брюшинное простран­ство, субдуральное и субарахноидальное пространство.

Для описания положения частей тела и органов в анатомии используются специ­альные плоскости, расположенные взаимно перпендикулярно:

1. 
   сагиттальная плоскость - делит тело человека на правую и левую части, если сагиттальная плоскость проходит по середине, то ее называют срединной плос­костью. Она делит тело на правую и левую половины.
   
2. 
   горизонтальная плоскость - делит тело человека на верхнюю и нижнюю части.
   

3) фронтальная плоскость - делит тело человека на переднюю и заднюю части.

Орган. Системы органов.

Орган – это часть тела, построенный из различных тканей, одна из которых выполняет ведущую функцию. Например, печень состоит их всех видов тканей, но основной является эпителиальная ткань.

Органы подразделяются на внутренние, органы системы опоры и движения, сомато – сенсорные (органы чувств и кожа). Внутренние органы подразделяются на полые (трубчатые) и паренхиматозные (железистые). К системе органов опоры и движения относятся кости, связки и мышцы.

Все полые органы имеют общий план строения и состоят из трех оболочек: внутренней – слизистой, средней – мышечной и наружной – серозной или адвентиции. Паренхиматозные органы состоят из стромы – соединительной ткани, образующей ее каркас, и паренхимы – железистой ткани.

Органы объединяются в системы. Система органов – это совокупность органов, имеющих общий план строения и выполняющих единую функцию. Различают следующие системы органов: система органов опоры и движения, пищеварительная, дыхательная, сердечно – сосудистая, мочевыделительная, половая, эндокринная, нервная, сомато – сенсорная. Разные системы органов объединяются в аппарат органов. Например, костная и мышечная системы объединяются в опорно – двигательный аппарат, мочевыделительная и половая – в мочеполовой аппарат, эндокринные железы – в эндокринный аппарат.

Все системы органов взаимосвязаны и составляют единый организм. Организм – это биологический комплекс или система, реагирующая как единое целое на различные изменения внешней среды. Система эта относительно стабильна, несмотря на то, что состоит из многих органов. Органы состоят из тканей, ткани из клеток, клетки – из молекул.

В строении тела человека условно можно выделить следующие уровни организации: организменный, системоорганный, органный, тканевой, клеточный и субклеточный.

Морфологические типы конституция.

Конституция – это комплекс индивидуальных морфологических и физиологических особен­ностей, складывающихся в определенных социальных и природных условиях и проявляющихся в реакциях организма на различные воздействия. Внешнему строению тела соответствует определенное расположение органов и их внутрен­нее строение. Имеются различные классификации конституции человека.

С морфологической точки зрения различают 3 типа конституции (телосложе­ния) человека:

Долихоморфный (астенический) — высокий или выше среднего рост, относи­тельно короткое туловище, малая окружность груди, средние или узкие плечи, длинные нижние конечности, малый угол наклона таза. Внутренности обычно лежат ниже, как бы опущены, по размерам они могут быть несколько меньше, чем у других типов.

Брахиморфный (гиперстенический) — средний или ниже среднего рост, относи­тельно длинное туловище, значительный объем груди и живота, относительно широкие плечи, короткие конечности, большой угол наклона таза. Внутренние органы относительно большего размера и лежат несколько выше.

Мезоморфный (нормостенический) - занимает промежуточное положение, средний тип.

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ

Цитология– наука, изучающая строение, химический состав и функции клеток, их размножение, развитие и взаимодействие в многоклеточном организме.

История развития цитологии тесно связана с развитием микроскопической техники, так как большинство клеток имеет размеры не доступные невооружённому глазу.

В 1665 году английский изобретатель Антони Ван Левенгук (1632–1723 гг.) создал собственный микроскоп, испытал его в деле и первым открыл органическую клетку.

В 1839 году, используя накопившиеся к этому времени данные, немецкий ботаник Маттиас Шлейден (1804 – 1881гг.) и немецкий зоолог Теодор Шванн (1810 – 1882гг.) сформулировали клеточную теорию.

     

Антони Ван ЛевенГук Маттиас Шлейден Теодор Шванн
Современная клеточная теория включает следующие положения:

• 
  Клетка – основная структурно-функциональная и генетическая единица живых организмов, наименьшая единица живого
  
• 
  Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и важнейшим проявлениям процессов жизнедеятельности
  
• 
  Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки
  
• 
  Клетки многоклеточных организмов специализированы: они выполняют разные функции и образуют ткани.
  

Клеточная теория, являясь важнейшим достижением естествознания, доказала единство строения и общность происхождения растений и животных и сыграла огромную роль в развитии всех разделов биологии.
СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ

Изучение клеток разнообразных одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью светооптического и электронного микроскопов показало, что по своему строению все организмы можно разделить на две группы.

Одну группу составляют бактерии и сине-зеленые водоросли. Эти организмы имеют наиболее простое строение клеток. Их называют доядерными (прокариотами²), так как у них нет оформленного ядра и нет многих структур, которые называют органоидами.

Другую группу составляют все остальные организмы: от одноклеточных водорослей и простейших до высших цветковых растений, млекопитающих, в том числе и человека. Они имеют сложно устроенные клетки, которые называют ядерными (эукариотами). Эти клетки имеют четко оформленное ядро и органоиды, выполняющие специфические функции.

Прокариоты относятся к отдельному царству живой природы.

Ещё одно царство образует особая форма жизни (неклеточная) – это вирусы, изучением которых занимается наука вирусология.
Клетка любого организма представляет собой целостную живую систему. При этом Клетки животных (б), растений (а), грибов (в), в том числе одноклеточных, имеют сходное строение.

Клетка состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Цитоплазма и ядро вместе образуют протоплазму.

В цитоплазме под световым микроскопом хорошо видны некоторые клеточные органоиды: вакуоли, хлоропласты, митохондрии – и различного рода включения. Строение большинства клеточных органоидов во всех клетках также очень сходно.
И в то же время форма и размер клеток даже в пределах одного организма очень разнообразны, что зависит от специализации клетки и выполняемой ею функции. Они могут быть в виде многогранников, а также иметь дисковидную, шаровидную, кубическую формы и другие.

Оболочка клетки представлена целым комплексом биологических мембран.

Наружная плазматическая мембрана осуществляет ряд функций, необходимых для жизнедеятельности клетки:

• 
  Сохраняет её форму,
  
• 
  Защищает цитоплазму от физических и химических повреждений,
  
• 
  Делает возможным контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах,
  
• 
  Избирательно обеспечивает транспорт в клетку пищевых веществ и выведение конечных продуктов обмена.
  

Столь сложные функции ей позволяет осуществлять особое строение. Толщина мембраны так мала (около 10 нм = 10*10^-9 м), что её можно увидеть только в электронный микроскоп.



Электронно-микроскопическая фотография плазматической мембраны
Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю её толщу или располагаются на внешней или внутренней поверхности мембраны. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину. Молекулы белка и липидов подвижны, что обеспечивает динамичность плазматической мембраны. Это обеспечивает возможность процессов пино- и фагоцитоза.

К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности, прикрепляются углеводы. Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобразными указателями типа клеток. Благодаря этому клетки, принадлежащие к одному типу, удерживаются вместе, образуя ткань.


Схема строения плазматической мембраны
Наружная поверхность мембран некоторых клеток животных может быть покрыта муцином (гликопротеин), слизью или хитином. Наружная поверхность мембран некоторых растительных клеток может быть покрыта целлюлозой, гемицеллюлозой и пектиновыми веществами, которые придают тканям растений механическую прочность.

Для переноса воды и различных ионов в клеточной мембране существуют поры, через которые они пассивно поступают в клетку (по законам диффузии – из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией вещества). Для облегченной диффузии белок-переносчик (в толще липидов) соединяется с молекулой вещества и проводит его через мембрану. При активном транспорте идет перемещение веществ против градиента концентрации с затратой энергии АТФ.

Через цитоплазматическую мембрану могут поступать в клетку не только мелкие молекулы и ионы, но и крупные молекулы и даже частицы. При этом мембрана окружает частицу, края её смыкаются и частица оказывается в мембранном пузырьке внутри клетки в цитоплазме. Такой способ поглощения твердых частиц называется фагоцитозом³, а капель жидкости – пиноцитозом⁴.
Цитоплазма – обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром, представляет собой внутреннюю полужидкую среду клеток.

Она на 85% состоит из воды и на 10% - из белков. Остальные 5% объема приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений.

В цитоплазме различают:

• 
  Гиалоплазму
  
• 
  Органоиды и
  
• 
  Включения.
  

Гиалоплазма (или цитоплазматический матрикс) представлена однородным мелкозернистым веществом, обеспечивающим вязкость, эластичность, сократимость и движение цитоплазмы. Большинство химических и физиологических процессов клетки проходит в цитоплазме. Вновь синтезированные белки и другие вещества перемещаются внутри клетки или выводятся из нее. Она объединяет в одно целое ядро и все органоиды, обеспечивает их взаимодействие, деятельность клетки как единой живой системы.
Органоиды (рабочие части клетки) – это специализированные участки цитоплазмы клетки, имеющие определенную структуру и выполняющие определенные функции в клетке. Их подразделяют на органоиды общего назначения, которые имеются в большинстве клеток, например: эндоплазматическая сеть (ЭПС), рибосомы, митохондрии, пластиды, центриоли (или клеточный центр), аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли). А также на органоиды специального назначения, которые имеются только в специализированных клетках, например: миофибриллы – в мышечных клетках; хлоропласты – в зеленых растительных клетках; жгутики, реснички, пульсирующие вакуоли – в клетках простейших. Большинство органоидов имеет мембранное строение. Мембраны отсутствуют лишь в структуре рибосом и центриолей.


Строение клетки по данным электронного микроскопа
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) – является системой синтеза и транспорта органических веществ в цитоплазме клетки. Она представляет собой систему соединенных полостей, канальцев и трубочек, ограниченных мембраной, сходной по своему строению с плазматической мембраной. Мембраны ЭПС делят клетку на отсеки, изолирующие ферментные системы, что необходимо для их последовательного вступления в биохимические реакции. По каналам ЭПС происходит транспорт веществ, как синтезированных в клетке, так и поступивших извне.

Имеются два типа ЭПС – гладкая (агранулярная) и шероховатая (гранулярная). На мембранах гладкой ЭПС расположены ферменты системы жирового и углеводного обмена. Здесь происходит синтез жиров и углеводов. На мембранах шероховатой ЭПС находятся органоиды – рибосомы, в которых происходит синтез белков.
 

Схема строения Эндоплазматической сети: 1- свободные рибосомы, 2- полости ЭПС, 3- рибосомы, прикрепленные к мембранам ЭПС

Электронно-микроскопическая фотография гранулярной эндоплазматической сети (увеличение в 70 000)

Рибосомы представляют собой мелкие сферические органоиды размером от 15 до 35 нм (10^-9 м), состоящие из двух неравных субъединиц и содержащие примерно равное количество белка и РНК. Субъединицы рибосом синтезируются в ядрышках и через поры ядерной мембраны поступают в цитоплазму, где располагаются либо свободно, либо на мембранах ЭПС. Рибосомы непосредственно участвуют в сборке белковых молекул. При синтезе белков они могут объединяться в полисомы числом от 5 до 70 (располагаются на нити информационной РНК).
 

Схема строения полисомы и отдельной рибосомы слева и электронно-микроскопическая фотография полисомы справа.
Комплекс (аппарат) Гольджи выявляется даже в световом микроскопе в виде сложной сети, расположенной непосредственно вокруг ядра (сетчатый комплекс). Электронный микроскоп показывает, что он состоит из элементарных мембран и напоминает стопку рулонов, наложенных друг на друга.


Х отя в клетках простейших и растений он представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы.

Каналы и цистерны комплекса Гольджи соединены с каналами ЭПС.

Основные функции комплекса Гольджи состоят в концентрации, обезвоживании и уплотнении синтезированных в клетке белков, жиров, полисахаридов и веществ, поступивших извне, и подготовка их к выделению из клетки либо к использованию самой клеткой; а также сборка сложных комплексов органических веществ, например белков и полисахаридов (гликопротедов). На расширяющихся концах узких каналов аппарата Гольджи отпочковываются пузырьки, происходит образование лизосом.
Лизосомы – шаровидные тельца диаметром от 0,2 до 1 мкм (10^-6 м). В них находится набор ферментов (до 30 разновидностей), которые разрушают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды. Ферменты лизосом расщепляют принесенные пиноцитозными и фагоцитозными пузырьками вещества.

Обладая способностью к активному перевариванию пищевых веществ, лизосомы участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов. Например, исчезновение хвоста у головастика лягушек.

Продуклы лизиса (разрушения, растворения) через мембрану лизосом поступают в цитоплазму и включаются в дальнейший обмен веществ.
Митохондрии⁵ – энергетические органоиды клетки. Форма митохондрий различная, они могут быть овальными, палочковидными, нитевидными величиной от 0,5 до 7 мкм (10^-6 м). Они имеются во всех клетках, но количество их различно6 от нескольких единиц до нескольких тысяч.

Стенка митохондрий состоит из двух мембран: наружной гладкой, сходной с плазматической мембраной, и внутренней, образующей многочисленные складки направленные внутрь митохондрии – кристы⁶. Внутри митохондрий (в матриксе) находится гомогенное содержимое – окислительные ферменты, а также РНК, ДНК и рибосомы, которые отличаются от цитоплазматических. В мембраны этих рибосом встроены специальные ферменты, с помощью которых происходит синтез аденозинотрифосфорной кислоты (АТФ). Таким образом основными функциями митохондрий является окисление органических соединений до диоксида углерода и воды (кислородный этап энергетического обмена) и накопление химической энергии в макроэргических фосфатных связях АТФ (биосинтез специфических белков).

 

Схема строения митохондрии

Электронно-микроскопическая фотография митохондрии. Увеличение 40 000

П ластиды – органоиды, содержащиеся только в растительных клетках. Различают три основных типа пластид: зеленые – хлоропласты; красные, оранжевые и желтые – хромопласты; бесцветные – лейкопласты. По своему строению они сходны с митохондриями. Только кристы уложены таким образом, что образуют граны. На их поверхности находятся пигмент, например хлорофилл (зеленый), который улавливает солнечный свет. Бесструктурное содержимое пластида – строма, содержит ферменты, фиксирующие СО₂ и ферменты, для синтеза органических соединений с использованием энергии АТФ (фотосинтеза). Основная функция пластида – фотосинтез и синтез специфических белков (АТФ).
К леточный центр (центросома) – органоид, расположенный вблизи ядра. Состоит из двух мелких гранул – центриолей, окруженных лучистой сферой. Каждая центриоль представляет собой цилиндрическое тельце длиной 0,3 – 0,5 мкм и диаметром 0,15 мкм. Она состоит из 27 микротрубочек, сгруппированных по три. Функция центросомы состоит в образовании полюсов деления и растягивания дочерних хромосом с помощью веретена деления в анафазе митоза и мейоза.
В акуоли представляют собой участки гиалоплазмы, ограниченные элементарной мембраной, в растительных клетках и у простейших. Вакуоли растений содержат клеточный сок и поддерживают тургорное давление. Вакуоли простейших делят на две группы: пищеварительные и сократительные.
Включения – это непостоянные структуры цитоплазмы, которые в отличие от органоидов то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Плотные в виде гранул включения содержат сапасные питательные вещества (крахмал, белки, сахара, жиры) или продукты жизнедеятельности клетки, которые по той или иной причине не могут быть сразу удалены.


Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: прокариоты (предъядерные) и эукариоты (ядерные).

Ядро является обязательным компонентом всех клеток.

Ядро выполняет две главные функции: 1) хранение и воспроизводстведение наследственной информации и 2) регуляцию процессов обмена веществ, протекающих в клетке.

Форма и размеры ядра зависят от формы и размера клеток. В округлых и многоугольных клетках оно обычно шаровидное, в вытянутых – палочковидное или овальное, в лейкоцитах – лопастное.

Некоторые клетки имеют два и более ядер, например, клетки печени и мышц у млекопитающих, грибы, инфузории и др. – это многоядерные клетки.

Жизнь клетки включает два периода: деление, в результате которого образуются две дочерние клетки и период между двумя делениями, который носит название интерфазы. Строение и функции ядра в разные периоды жизни клетки различны. В интерфазном ядре различают: ядерную оболочку, ядерный сок, хроматин и ядрышки (их может быть несколько).

Яд ерная оболочка (кариолемма) отделяет ядро от цитоплазмы и состоит из двух мембран – наружной и внутренней, а между ними находится узкое пространство, заполненное полужидким веществом – перинуклеарное пространство.

В ядерной оболочке находится множество мельчайших пор, через которые из ядра в цитоплазму и обратно поступают белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, вода и разнообразные ионы, т.е. осуществляется непрерывный обмен веществ.

Кроме того, оболочка выполняет защитную функцию.

Ядерный сок – полужидкое вещество, которое находится под ядерной оболочкой и представляет внутреннюю среду ядра.

Ядрышко – плотное округлое тельце, размеры которого могут изменяться в широких пределах, от 1 до 10 мкм и больше. В состав ядрышка входят РНК и белок. Ядрышки образуются на определенных участках хромосом. В ядрышках происходит синтез РНК, которая входит в состав рибосом, и формирование самих больших и малых частиц рибосом.

Хроматин представляет собой тончайшие нити, каждая из которых является одной молекулой ДНК в соединении с белком, и могут иметь длину свыше 1 см. В процессе деления клетки (на стадии метафазы) хроматин путем спирализации образует хорошо различимые структуры – хромосомы⁷.

Важнейший процесс, совершающийся только в период интерфазы, - это синтез ДНК, в результате которого каждая хромосома удваивается.

В течение всего периода интерфазы ДНК активно осуществляют контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки. Именно в интерфазе в ядре непрерывно происходит синтез РНК, в цитоплазме идет синтез белков, углеводов и жиров, клетки растут. Все это означает, что в период интерфазы клетка активно функционирует, в ней осуществляются все процессы жизнедеятельности, включая питание, дыхание, синтез АТФ, выделение во внешнюю среду разнообразных продуктов обмена веществ.
КЛЕТКИ ПРОКАРИОТ, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна нить ДНК, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме.

Ц  итоплазма прокариот значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хлоропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто устроенные мембранные структуры.

Клетки прокариот также покрыты плазматической мембраной, поверх которой уже располагается клеточная оболочка или слизистая капсула.

Несмотря на относительную простоту в строении, прокариоты являются типичными независимыми клетками.

К царству прокариоты относят бактерии и сине-зеленые водоросли.

Некоторые бактерии являются возбудителями ряда заболеваний человека, животных и растений: например, туберкулёз, чума, холера, бактериоз и др.
ВИРУСЫ

Существует большая группа живых существ, не имеющих клеточного строения, целое царство природы. Эти существа носят название вирусов⁸ и представляют неклеточные формы жизни. Они исключительно малы от 20 до 300 нм. Вирусы нельзя отнести ни к растениям, ни к животным. Свои основные свойства живого (обмен веществ и размножение) вирусы осуществляют только внутри живых клеток. Во внешней среде, вне живых клеток, вирусы впадают в анабиоз и приобретают форму кристаллов.

Каждая вирусная частица состоит из небольшого количества ДНК или РНК, т.е. генетического материала, заключенного в белковую оболочку. Эта оболочка играет защитную роль. Форма такого образования может быть различной. В типичном виде он состоит из головки, в которой находится нуклеиновая кислота, и хвоста. Строение вирусов дает основание считать их неклеточными существами.
 
В настоящее время описано около 3000 вирусов, поражающих клетки бактерий, растений, животных и человека. Они являются возбудителями ряда опасных заболеваний: гриппа, гепатита, кори, герпеса, энцефалита, бешенства, СПИДа и др.

Однако, вирусы, поселяющиеся в бактериях (бактериофаги), используются в медицине для лечения заболеваний, вызванных бактериями, например, дизентерии. Вирусы также служат удобным объектом при расшифровке генетического кода и широко используются в работах по генной инженерии.