2 Клетка – это целостная система, образованная из взаимодействующих компонентов. Известно, что организмы бывают одноклеточными – бактерии, простейшие, некоторые водоросли или многоклеточные. Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Наука изучающая клетку называется цитология.
3
4 Каждая клетка Животных, растений, грибов ограничена от окружающей среды плазматической мембраной. Толщина мембраны около 10 нм (нанометров), что ее можно увидеть только в электронный микроскоп. Наружная плазматическая мембрана выполняет несколько функций, необходимых для жизнедеятельности клетки: защищает цитоплазму от химических и физических повреждений, Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю ее толщину. Строение мембран всех других органоидов сходно с плазматической мембраной. Различаются они составом, соотношением липидов и белков, их расположением в структуре белков. Для переноса воды и различных ионов в клеточной мембране существуют поры через которые в клетку поступают вода и некоторые ионы.
Попадают в клетку растворимые в жидкости мелкие частицы или молекулы. Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца, в который и попадает жидкость с растворенными в ней веществами. От канальца Затем отпочковываются пузырьки. Этот способ называют ПИНОЦИТОЗОМ, он наиболее универсальный, поскольку присущ клеткам растений, животных и грибов.
Кроме ионов и мелких молекул, в клетку проникают довольно крупные частицы пищи, например крупные молекулы белков. Такие вещества не могут попасть в клетку через поры наружной мембраны, так как поры для них малы и проникновение их в клетку осуществляется путем – Фагоцитоза. Вначале частички прикасаются к мембране, и в этом месте на ней образуется небольшое углубление, которое постепенно увеличивается, становится глубже, и частички, попавшие в него, погружаются внутрь клетки. Путем фагоцитоза питаются амебы и многие другие простейшие. У многоклеточных животных и человека к фагоцитозу способны только не многие клетки, например лейкоциты. Эти клетки поглощают бактерии, а также разнообразные твердые частички, случайно попавшие в организм, защищая его таким путем от болезнетворных микроорганизмов и посторонних частиц.
От греческого «лизео» - растворяю и «сома» - тело. Это Мембранные органоиды клетки имеют овальную форму и диаметр 0,5мкм(микрометр). В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды. Ферменты лизосом расщепляют принесенные пиноцитозными или фагоцитозными пузырьками полимерные соединения до мономеров, усваиваемых клеткой. Мембрана лизосом очень прочная и препятствует проникновению собственных ферментов в цитоплазму клетки, но если лизосома повреждается от каких– либо внешних воздействий, то разрушается вся клетка или часть ее. Лизосомы встречаются во всех клетках растений, животных и грибов. При голодании клетки лизосомы переваривают некоторые органоиды, не убивая клетку. Такое частичное переваривание обеспечивает клетке на какое-то время необходимый минимум питательных веществ.
Эндоплазматическая сеть является системой синтеза и транспорта органических веществ в цитоплазме клетки, представляющая собой сложную систему каналов и полостей. Каналы и полости соединяются между собой и образуют ветвистую сеть, которая пронизывает всю цитоплазму клетки. Полости и каналы эндоплазматической сети ограничены от цитоплазмы мембраной. Эндоплазматическая сеть подразделяется на гладкую и шероховатую. На мембранах гладкой ЭПС находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене. Такие мембраны преобладают в клетках сальных желез, где осуществляется синтез жиров. Шероховатая ЭПС – обладает такими функциями: синтез белков, который осуществляется в рибосомах, прикрепленных к мембранам. Под электронным микроскопом.
К мембранам эндоплазматической сети прикреплено большее число рибосом – мельчайших органоидов клетки, имеющих диаметр 20 нм(нанометров) и состоящих из РНК и белка. На рибосомах происходит синтез белков. Затем вновь синтезированные белки поступают в систему полостей и канальцев, по которым перемещаются внутри клетки. В цитоплазме клетки есть и свободные, не прикрепленные к мембранам эндоплазматической сети рибосомы. Они располагаются группой(полирибосомы), на них тоже синтезируются белки, используемые самой клеткой.
Во м ногих к летках, н апример в н ервных, к омплекс Г ольджи и меет ф орму сложной с ети, р асположенной в округ я дра. В к летках р астений и п ростейших комплекс Г ольджи п редставлен о тдельными т ельцами с ерповидной и ли палочковидной ф ормы. В к омплекс Г ольджи в ходят т ри о сновных с труктурных компонента : 1) п олости, о граниченные м ембраной и р асположенные г руппами ; 2) Сложная с истема т рубочек, о тходящих о т п олостей ; 3) Крупные и м елкие пузырьки, р асположенные н а к онцах т рубочек. Комплекс Г ольджи в ыполняет м ного в ажных б иологических ф ункций. К н ему транспортируются п о к аналам Э ПС п родукты с интетической д еятельности клетки – б елки, у глеводы и ж иры. В се э ти в ещества с начала н акапливаются в элементах к омплекса Г ольджи, з атем п ревращаются в к рупные и м елкие пузырьки, р асположенные н а к онцах т рубочек. П узырьки о трываются о т трубочек. П оступают в ц итоплазму, и с одержимое и х л ибо и спользуется л ибо в самой к летке, л ибо в ыводится и з к летки в о в нешнюю с реду.
В цитоплазме клеток животных и растений расположены так называемые энергетические органоиды – митохондрии. Форма митохондрий различна, они могут быть овальными, палочковидными, нитевидными со средним диаметром 1 мкм и длиной 7 мкм. Митохондрия снаружи ограничена внешней мембраной, которая имеет строение, что и плазматическая мембрана, образующая многочисленные складки – кристы. Внутри митохондрии находятся РНК, ДНК и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических. В ее мембраны встроены специфические ферменты, с помощью которых в митохондрии происходит преобразование энергии пищевых веществ в энергию АТФ, необходимую для жизнедеятельности клетки и организма в целом. Новые митохондрии образуются путем деления старых, уже имеющихся в клетке митохондрий.
Это органоиды, свойственные только клеткам растений. Существует три вида пластин: зеленые хлоропласты, цветные(но не зеленые) хромопласты и бесцветные лейкопласты. По форме похоже на диск или шар диаметром 4-6 мкм с двойной мембраной - наружной и внутренней. Внутри хлоропласта имеются ДНК, рибосомы и особые мембранные структуры – граны, связанные между собой и с внутренней мембраной хлоропласта. В каждом хлоропласте около 50 гран, расположенных в шахматном порядке для лучшего улавливания света. В мембранах гран находится хлорофилл. Благодаря хлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза органических соединений, в первую очередь углеводов.
Пигменты красного и желтого цвета, находящиеся в хромопластах, придают различным частям растений красную и желтую окраску. Корень моркови, плоды томатов окрашены благодаря пигментам, содержащимся в хромопластах. Сочетание хромопластов, содержащих разные пигменты, создает большое разнообразие окрасок цветков и плодов растений. Лейкопласты являются местом накопления запасного питательного вещества – крахмала. Особенно много лейкопластов в клетках клубней картофеля. На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (в результате чего клубни зеленеют). Осенью хлоропласты превращаются в хромопласты и зеленые листья и плоды желтеют и краснеют.
Включениями называют непостоянные структуры цитоплазмы, которые в отличие от органоидов то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Плотные в виде гранул включения содержат запасные питательные вещества (крахмал, белки, сахар, жиры) или продукты жизнедеятельности клетки, которые по той или иной причине не могут быть сразу удалены. Способностью синтезировать и накапливать запасные питательные вещества обладают все пластиды растительных клеток. В растительных клетках накопление запасных питательных веществ происходит и в вакуолях - мембранных мешках с водным раствором солей и органических соединений, которые часто занимают почти весь объем клетки, отодвигая ядро и цитоплазму к плазматической мембране.
Оно имеет форму шара с диаметром от 3 до 10 мкм. Ядро окружено оболочкой, состоящей из двух мембран, каждая из которых подобна плазматической мембране. Через определенные интервалы обе мембраны сливаются друг с другом, образуя отверстие диаметром 70 нм – ядерные поры. Через них осуществляется активный обмен веществами между ядром и цитоплазмой. Размер пор позволяет проникать из ядра в цитоплазму даже крупным молекулам и частицам. В ядре хранится наследственная информация не только о всех признаках и свойствах данной клетки, о процессах, которые должны протекать в ней ( например синтез белка ), но и о признаках организма в целом. Информация записана в молекулах ДНК, которые являются основной частью хромосом. В период между делениями клетки хромосомы представляют собой длинные, очень тонкие нити, увидеть которые можно только в электронный микроскоп. В ядрах всегда присутствуют одно или несколько ядрышек. Ядрышко формируется определенными участками хромосом ; в ней образуются рибосомы. Ядро благодаря наличию в ней хромосом, содержащих наследственную информацию, выполняет функции центра, управляющего всей жизнедеятельностью и развитием клетки.
Различные формы клеток в связи с выполняемыми функциями. 1.Клетка эпителия кишечника. 2.Бактерии-кокки, кишечная палочка. 3.Диатомовая водоросль. 4.Мышечная клетка. 5.Нервная клетка. 6.Одноклеточная водоросль ацетабулярия. 7.Клетка печени 8.Инфузория 9.Эритроциты человека 10.Клетка эпидермиса лука. 11.Жгутиконосец.