Цитология клетка рисунок с подписями

Оболочка клеток

Оболочка клеток имеет
сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним
плазматической мембраны. Клетки животных и растений (рисунок 49, 50, 51)
различаются по строению их наружного слоя.

У растений, а также у бактерий,
сине-зеленых водорослей и грибов на поверхности клеток расположена плотная
оболочка, или клеточная стенка. У большинства растений она состоит из
клетчатки.

Схемы строения клеток по данным светового микроскопа
Рисунок 49. Схемы строения
клеток по данным светового микроскопа.

Клеточная стенка играет
исключительно важную роль: она представляет собой внешний каркас, защитную
оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток;

Схема строения животной клетки по данным электронного микроскопа
Рисунок 50. Схема строения
животной клетки по данным электронного микроскопа.

Наружный слой поверхности
клеток животных (рисунок 49, 50) в отличие от клеточных стенок растений
очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп и состоит из
разнообразных полисахаридов и белков. Поверхностный слой животных клеток
получил название гликокаликс.

Схема строения растительной клетки по данным электронного микроскопа
Рисунок 51. Схема строения
растительной клетки по данным электронного микроскопа.

Гликокаликс выполняет
прежде всего функцию непосредственной связи клеток животных с внешней
средой, со всеми окружающими ее веществами. Имея незначительную толщину
(меньше 1 мкм), наружный слой клетки животных не выполняет опорной роли,
какая свойственна клеточным стенкам растений.

Цитология как наука

В конце 19 в. главное внимание цитологов было направлено на подробное изучение строения клеток, процесса их деления и выяснение их роли как важнейших единиц, обеспечивающих физическую основу наследственности и процесса развития.

Развитие новых методов. Вначале при изучении деталей строения клеток приходилось полагаться главным образом на визуальное исследование мертвого, а не живого материала.

Необходимы были методы, которые позволяли бы сохранять протоплазму, не повреждая ее, изготавливать достаточно тонкие срезы ткани, проходящие и через клеточные компоненты, а также окрашивать срезы, чтобы выявлять детали клеточного строения.

Такие методы создавались и совершенствовались в течение всей второй половины 19 в. Совершенствовался и сам микроскоп. К числу важных достижений в его устройстве следует отнести: осветитель, расположенный под столиком, для фокусировки пучка света;

апохроматический объектив для корректировки недостатков окрашивания, искажающих изображение; иммерсионный объектив, дающий более четкое изображение и увеличение в 1000 раз и более.

Было также обнаружено, что основные красители, например гематоксилин, обладают сродством к содержимому ядра, а кислотные красители, например эозин, окрашивают цитоплазму;

это наблюдение послужило основой для создания разнообразных методов контрастного или дифференциального окрашивания. Благодаря этим методам и усовершенствованным микроскопам постепенно накапливались важнейшие сведения о строении клетки, ее специализированных «органах» и различных неживых включениях, которые клетка либо сама синтезирует, либо поглощает извне и накапливает.

Закон генетической непрерывности. Фундаментальное значение для дальнейшего развития клеточной теории имела концепция генетической непрерывности клеток.

В свое время Шлейден считал, что клетки образуются в результате своего рода кристаллизации из клеточной жидкости, а Шванн в этом ошибочном направлении пошел еще дальше: по его мнению, клетки возникали из некой «бластемной» жидкости, находящейся вне клеток.

Сначала ботаники, а затем и зоологи (после того как разъяснились противоречия в данных, полученных при изучении некоторых патологических процессов) признали, что клетки возникают только в результате деления уже существующих клеток. В 1858 Р.

Вирхов сформулировал закон генетической непрерывности в афоризме «Omnis cellula e cellula» («Каждая клетка из клетки»). Когда была установлена роль ядра в клеточном делении, В.

Флемминг (1882) перефразировал этот афоризм, провозгласив: «Omnis nucleus e nucleo» («Каждое ядро из ядра»). Одним из первых важных открытий в изучении ядра было обнаружение в нем интенсивно окрашивающихся нитей, названных хроматином.

Последующие исследования показали, что при делении клетки эти нити собираются в дискретные тельца — хромосомы, что число хромосом постоянно для каждого вида, а в процессе клеточного деления, или митоза, каждая хромосома расщепляется на две, так что каждая клетка получает типичное для данного вида число хромосом.

Следовательно, афоризм Вирхова можно распространить и на хромосомы (носители наследственных признаков), поскольку каждая из них происходит от предсуществующей.

ПОДРОБНЕЕ:   Цитология при раке молочной железы

В 1865 было установлено, что мужская половая клетка (сперматозоид, или спермий) представляет собой полноценную, хотя и высокоспециализированную клетку, а спустя 10 лет О.

Гертвиг проследил путь сперматозоида в процессе оплодотворения яйцеклетки. И наконец, в 1884 Э. ван Бенеден показал, что в процессе образования как сперматозоида, так и яйцеклетки происходит модифицированное клеточное деление (мейоз), в результате которого они получают по одному набору хромосом вместо двух.

Таким образом, каждый зрелый сперматозоид и каждая зрелая яйцеклетка содержат лишь половинное число хромосом по сравнению с остальными клетками данного организма, и при оплодотворении происходит просто восстановление нормального числа хромосом.

В итоге оплодотворенная яйцеклетка содержит по одному набору хромосом от каждого из родителей, что является основой для наследования признаков и по отцовской, и по материнской линии.

Представление о том, что хромосомы сохраняют свою идентичность и поддерживают генетическую непрерывность от одного поколения клеток к другому, окончательно сформировалось в 1885 (Рабль).

Вскоре было установлено, что хромосомы качественно отличаются друг от друга по своему влиянию на развитие (Т. Бовери, 1888). Начали появляться также экспериментальные данные в пользу высказанной ранее гипотезы В.

Таким образом, еще до конца 19 в. было сделано два важных заключения. Одно состояло в том, что наследственность есть результат генетической непрерывности клеток, обеспечиваемой клеточным делением.

Другое — что существует механизм передачи наследственных признаков, который находится в ядре, а точнее — в хромосомах. Было установлено, что благодаря строгому продольному расщеплению хромосом дочерние клетки получают совершенно такую же (как качественно, так и количественно) генетическую конституцию, как исходная клетка, от которой они произошли.

Законы наследственности. Второй этап в развитии цитологии как науки охватывает 1900-1935. Он наступил после того, как в 1900 были вторично открыты основные законы наследственности, сформулированные Г.

Менделем в 1865, но не привлекшие к себе внимания и надолго преданные забвению. Цитологи, хотя и продолжали заниматься изучением физиологии клетки и такими ее органеллами, как центросома, митохондрии и аппарат Гольджи, основное внимание сосредоточили на строении хромосом и их поведении.

Проводившиеся в это же время эксперименты по скрещиванию быстро увеличивали объем знаний о способах наследования, что привело к становлению современной генетики как науки. В результате возник «гибридный» раздел генетики — цитогенетика.

Плазматическая мембрана

Под гликокаликсом и
клеточной стенкой растений расположена плазматическая мембрана
(лат. «мембрана» — кожица, пленка), граничащая непосредственно с цитоплазмой
— рисунок 52.

Строение плазматической мембраны (электронно-микроскопическая фотография — вверху)
Рисунок 52. Строение
плазматической мембраны (электронно-микроскопическая фотография —
вверху).

В состав плазматической
мембраны входят белки и липиды. Они упорядоченно расположены и соединены
друг с другом химическими взаимодействиями. По современным представлениям
молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют
сплошной слой.

Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются
в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину, как это показано на
рисунке 52.

Молекулы белка и липидов
подвижны, что обеспечивает динамичность плазматической мембраны.

Плазматическая мембрана
выполняет много важных функций от которых зависит жизнедеятельность клеток.
Одна из таких функций заключается в том, что она образует барьер,
отграничивающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды.

Но между
клетками и внешней средой постоянно происходит обмен веществ. Из внешней
среды в клетку поступает вода, разнообразные соли в форме отдельных ионов,
неорганические и органические молекулы.

Они проникают в клетку через очень
тонкие каналы плазматической мембраны. Во внешнюю среду выводятся продукты,
образованные в клетке. Транспорт веществ — одна из главных функций
плазматической мембраны.

Через плазматическую
мембрану из клетки выводятся продукты обмена, а также вещества,
синтезированные в клетке. К числу их относятся разнообразные белки,
углеводы, гормоны, которые вырабатываются в клетках различных желез и
выводятся во внеклеточную среду в форме мелких капель.

Клетки, образующие у
многоклеточных животных разнообразные ткани (эпителиальную, мышечную и др.),
соединяются друг с другом плазматической мембраной.

В местах соединения двух
клеток мембрана каждой из них может образовывать складки или выросты,
которые придают соединениям особую прочность (рисунок 53).

Электронно-микроскопическая фотография мембран двух соседних клеток
Рисунок 53.
Электронно-микроскопическая фотография мембран двух соседних клеток.

Видны складки и выросты наружной мембраны, увеличивающие
прочность соединения клеток. Увеличение 30 000.

Соединение клеток растений
обеспечивается путем образования тонких каналов, которые заполнены
цитоплазмой и ограничены плазматической мембраной.

ПОДРОБНЕЕ:   Признаки инфекции в цитологии

По таким каналам,
проходящим через клеточные оболочки, из одной клетки в другую поступают
питательные вещества, ионы, углеводы и другие соединения.

На поверхности многих
клеток животных, например различных эпителиев, находятся очень мелкие тонкие
выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной — микроворсинки.

Наибольшее количество микроворсинок находится на поверхности клеток
кишечника, где происходит интенсивное переваривание и всасывание
переваренной пищи.

Достижения современной цитологии

Новые методы, особенно электронная микроскопия, применение радиоактивных изотопов и высокоскоростного центрифугирования, появившиеся после 1940-х годов, позволили достичь огромных успехов в изучении строения клетки.

В разработке единой концепции физико-химических аспектов жизни цитология все больше сближается с другими биологическими дисциплинами. При этом ее классические методы, основанные на фиксации, окрашивании и изучении клеток под микроскопом, по-прежнему сохраняют практическое значение.

Цитологические методы используются, в частности, в селекции растений для определения хромосомного состава растительных клеток. Такие исследования оказывают большую помощь в планировании экспериментальных скрещиваний и оценке полученных результатов.

Аналогичный цитологический анализ проводится и на клетках человека: он позволяет выявить некоторые наследственные заболевания, связанные с изменением числа и формы хромосом.

Большинство живых организмов состоят из клеток, обладающих всеми свойствами живых организмов: обменом веществ и энергии, ростом, размножением и передачей по наследству своих признаков.

В многоклеточном организме клетка является структурной, функциональной и генетической единицей организма. Клетки открыты в 1665 г. английским физиком Робертом Гуком. В 1677 г.

голландский ученый А. Левенгук с помощью созданного им микроскопа обнаружил одноклеточные организмы, эритроциты, сперматозоиды и провел много других интересных наблюдений.

Чешский ученый Я.Е. Пуркинье в 1830 г. обнаружил в клетках протоплазму. Р. Броун в 1833 г. открыл клеточное ядро. В 1839 г. немецкие ученые Теодор Шванн и Маттиас Шлейден, обобщив данные о строении растительных и животных клеток, сформулировали основные положения клеточной теории.

Клетки организма человека разнообразны по величине (от нескольких нм до 150 нм) и по форме (шаровидные, веретенообразные, плоские, кубические призматические, цилиндрические, звездчатые и отростчатые).

Клетка состоит из ядра, цитоплазмы, клеточной мембраны и органоидов, выполняющих жизненно важные функции. Различают мембранные (митохондрии, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы) и немембранные органоиды (рибосомы, полисомы, центриоли).

Клетки, обладающие сходным строением, функцией и объединенные единством происхождения, вместе с межклеточным веществом образуют ткань. Межклеточное вещество представляет сложную систему, состоящую из основного бесструктурного (аморфного) вещества, в котором располагаются волокна с различным функциональным назначением (коллагеновые, эластические, ретикулиновые).

Межклеточное вещество заполняет промежутки между клетками. Связь клеточных элементов с межклеточным веществом различно: одни клетки находятся с ним в очень тесной связи, другие клетки никакой морфологической связи с ним не имеют.

Каждая ткань развивается из определенных эмбриональных зачатков, что обусловливает особенности ее структуры и функции. Различают четыре типа ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.

общий план строения клетки: наличие топлазмы, ядра, органоидов;

принципиальное сходство процессов в клетке;

кодирование наследственной информиновых кислот;

единство химического состава клеток;

сходные процессы деления клеток. Различия в строении клеток растений эволюции. Сравним строение и жизнь растений и животных.

Главное отличие между клетками этих двух царств заключается в способе их питания. Клетки растений, содержащие хлоропласты, являются автотрофами, т.е. сами синтезируют необходимые для жизнедеятельности органические вещества за счет энергии света в процессе фотосинтеза.

Клетки животных — гетеротрофы, т.е. источником углерода для синтеза собственных органических веществ для них являются органические вещества, поступающие с пищей.

Эти же пищевые вещества, например углеводы, служат для животных источником энергии. Есть и исключения, такие как зеленые жгутиконосцы, которые на свету способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами.

ПОДРОБНЕЕ:   Цитология родинки сделать в москве

Так как растительная клетка имеет клеточную стенку, защищающую ее содержимое и обеспечивающую постоянную ее форму, то при делении между дочерними клетками образуется перегородка, а животная клетка, не имеющая такой стенки, делится с образованием перетяжки.

Особенности клеток грибов. Еще совсем недавно грибы относили к растениям, однако сейчас эта весьма своеобразная и большая по числу видов группа живых существ выделена в отдельное царство.

Грибы, так же как и животные, — гетеротрофы, питаются готовыми органическими соединениями. Они могут быть сапротрофами, т.е. питаться органикой мертвых существ, паразитами, т.е.

питаться живой органикой, или симбионтами высших растений, находясь с ними во взаимовыгодной связи. Пластид и хлорофилла клетки грибов не содержат. Среди грибов существуют и «хищники», образующие в почве клейкие петли, в которых запутываются мелкие круглые черви.

После этого клетки грибницы проникают в пойманного червя, разрастаются в нем и высасывают его содержимое. У клеток грибов, как и у растений, есть клеточная стенка поверх плазматической мембраны.

Часто в состав клеточной стенки у грибов входит хитин — вещество, образующее наружные покровы у членистоногих. Запасным питательным веществом в клетках грибов является углевод гликоген, как у животных, а не крахмал, как у растений.

Тело гриба образовано нитевидными структурами в один ряд клеток — гифами. У некоторых грибов перегородки между клетками утрачиваются, и возникает грибница, состоящая из одной гигантской многоядерной клетки.

Фагоцитоз

Крупные молекулы
органических веществ, например белков и полисахаридов, частицы пищи,
бактерии поступают в клетку путем фагоцитоза (греч. «фагео» — пожирать).

В
фагоцитозе непосредственное участие принимает плазматическая мембрана
(рисунок 54). В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей
какого-либо плотного вещества, мембрана прогибается, образует углубление и
окружает частицу, которая в «мембранной упаковке» погружается внутрь клетки.

Схема пиноцитоза. Фагоцитоз у амебы.
Рисунок 54.Схема пиноцитоза.
Фагоцитоз у амебы.

Фагоцитоз широко
распространен в мире животных. Путем фагоцитоза питаются амебы, инфузории и
многие другие простейшие. У позвоночных животных и человека к активному
фагоцитозу способны только немногие клетки, например лейкоциты.

Эти клетки
поглощают бактерии, а также разнообразные твердые частички, случайно
попавшие в организм, защищая его таким образом от болезнетворных
микроорганизмов и посторонних частиц.

Клеточная стенка растений, бактерий и
сине-зеленых водорослей препятствует фагоцитозу и потому этот путь
поступления веществ в клетку у них практически отсутствует.

Пиноцитоз

Через плазматическую
мембрану в клетку проникают и капли жидкости, содержащие в растворенном и
взвешенном состоянии разнообразные вещества.

Поглощение жидкости в виде
мелких капель напоминает питье, и это явление было вызвано пиноцитозом
(греч. «пино» — пью). Процесс поглощения жидкости сходен с фагоцитозом.

Капля жидкости погружается в цитоплазму в «мембранной упаковке».
Органические вещества, попавшие в клетку вместе с водой, начинают
перевариваться под влиянием ферментов, содержащихся в цитоплазме.

Пиноцитоз широко
распространен в природе и осуществляется клетками животных, растений,
грибов, бактерий и сине-зеленых водорослей.

Процессы фаго- и пиноцитоза, транспорт ионов и молекул происходит с затратой энергии, которая
образуется в клетке. 

Основы цитологии

  1. Клеточная теория
  2. Строение и функции
    оболочки клетки
  3. Цитоплазма и ее органоиды:
    эндоплазматическая сеть, митохондрии и пластиды
  4. Аппарат Гольджи, лизосомы и другие
    органоиды цитоплазмы. Клеточные включения
  5. Клеточное ядро
  6. Прокариотические клетки
  7. Неклеточные формы жизни — вирусы
  8. Химический состав клетки. Неорганические вещества
  9. Органические вещества клетки. Белки, их строение
  10. Свойства и функции белков
  11. Углеводы. Липиды
  12. Нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК
  13. Обмен веществ клетки. Аденозинтрифосфорная кислота — АТФ
  14. Энергетический обмен в клетке. Синтез АТФ
  15. Пластический обмен. Биосинтез белков. Синтез и-РНК
  16. Синтез полипептидной цепи на рибосоме
  17. Особенности пластического и энергетического обменов растительной
    клетки
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector