Цитология строение клетки 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.

цитология строение клетки растений

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.

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.

2. Растительная животная

РАСТИТЕЛЬНАЯ

ЖИВОТНАЯ

ЦИТОЛОГИЯ -наука о клетке.

•Изучает строение и функции клеток, их связи и

отношения в органах и тканях у многоклеточных

Растительная животная

организмов, а также одноклеточные организмы.

•Изучение клеточного строения организмов было


начато микроскопистами 17 в. (Р. Гук, М. Мальпиги,

А. Левенгук);

•в 19 в. была создана единая для всего органического

мира клеточная теория (Т. Шванн, 1839)

ГУК Роберт


английский естествоиспытатель, разносторонний

ученый и экспериментатор, архитектор. Открыл

(1660) закон, названный его именем. Высказал

гипотезу тяготения. Сторонник волновой теории

света. Улучшил и изобрел многие приборы,


установил (совместно с Х. Гюйгенсом) постоянные

точки термометра. Усовершенствовал микроскоп и

установил клеточное строение тканей, ввел термин

«клетка».

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.

Цитология строение клетки растений

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.

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.

6. Органоид —

Органоид постоянные специализированные структуры в клетках


животных и растений. Каждый органоид осуществляет

определённые функции, жизненно необходимые для

клетки.

Лизосомы

Оболочка


Клеточный

центр

Ядро

Цитоплазма

Митохондрия

Рибосома

Комплекс Гольджи

Оболочка

Ядерный сок


Ядрышко

Хромосомы

Оболочка ядра

Двухслойная пористая мембрана,

образующая комплекс с остальными


мембранами клетки.

-Отделяет ядро от цитоплазмы.

— На оболочке находится множество

пор, через которые поступают и

выделяются белки, жиры, углеводы,

нуклеиновые кислоты, вода, ионы…


Оболочка ядра

Ядерный сок

Ядерный сок

Находится под ядерной оболочкой.

Функция

Отделяет ядро от цитоплазмы.

Строение

Коллоидный раствор органических и


неорганических веществ

Ядерный сок

Ядрышко

Органоид ядра клетки, размером от 1 до 10

мкм. По форме он круглый.

В состав ядрышка входят РНК и белки

Функция

В ядрышке происходит синтез РНК и


формирование рибосом.

Ядрышко

12. Хромосомы

Хромосомы (греч. chrōma цвет,

Строение клетки

окраска sōma тело) — основные

структурно-функциональные

элементы клеточного ядра,

содержащие гены.

Название«хромосомы» обусловлено

их способностью интенсивно


окрашиваться основными

красителями во время деления

клетки.

Функция

В хранении наследственной

информации.

Цитоплазма

Отграниченная от внешней среды клетки

полужидкая среда, представляющая собой


коллоидный раствор различных солей и

органических веществ

Она объединяет в одно целое ядро и все

органоиды, обеспечивает их взаимодействие.

Цитоплазма


Митохондрия

Рибосома

Мельчайшие органоиды клетки диаметром 20нм.

Состоят из 2-х неравных субъединиц: большой и

малой. В состав рибосом входят рРНК и белки.

Располагаются же они на мембранах ЭПС и в

цитоплазме. Синтезируются в ядрышке. Объединяются

вдоль иРНК в цепочки, образуя полисомы


В рибосомах синтезируются все необходимые клетке

белки.

Митохондрия

Органоид клетки, размером от 0,2 до 0,3 мкм. Находится она в

цитоплазме клетки. По форме она палочковидная, округлая,

овальная. Количество митохондрий в клетке неодинаково.

Двухмембранный органоид. Наружная мембрана гладкая, а


внутренняя образует многочисленные складки — кристы.

Внутри заполнена матриксом, в котором содержатся молекулы

ДНК, РНК, рибосомы

Функция

В митохондриях синтезируется АТФ. Не редко их называют

«Силовые станции клетки».

16. Эндоплазматическая сеть

Система мембран, образующих

канальцы, цистерны,трубочки.

Строение мембран сходно с


наружной мембраной и образует

с ней единую сеть

Различают шероховатую (на её

мембранах есть рибосомы) и

гладкую ЭПС

Синтез белка на рибосомах

Транспорт веществ

Участие в синтезе липидов

Плазматическая


мембрана

Плазматическая мембрана отделяет клетку и ее

содержимое от окружающей среды. Мембрана

образована двумя слоями липидов, а белковые

молекулы пронизывают толщу мембраны.

Основная функция плазматической мембраны


транспортная. Она обеспечивает поступление

питательных веществ в клетку и выведение из нее

продуктов обмена.

Важное свойство мембраны — избирательная

Растительная животная

проницаемость, или полупроницаемость,


позволяет клетке взаимодействовать с

окружающей средой: в нее поступают и вы водятся

из нее лишь определенные вещества. Мелкие

молекулы воды и некоторых других веществ

проникают в клетку путем диффузии, частично


через поры в мембране.

Фагоцитоз

Захват плазматической

мембраной твёрдых частиц

и впячивание их

внутрь клетки


пиноцитоз

Впячивание мембраны

внутрь клетки в виде

тонкого канальца

в который попадает

жидкость

Комплекс Гольджи

Органоид клетки, названный так по имени итальянского


ученого К. Гольджи, который впервые увидел его в

цитоплазме нервных клеток (1898) и обозначил как сетчатый

аппарат. Сейчас комплекс Гольджи обнаружен во всех

клетках растительных и животных организмов. Форма и

размеры его различны.


Система уплощенных цистерн, ограниченных двойными

мембранами, образующих по краям пузырьки, входит в

единую мембранную систему клетки.

Функция

К нему транспортируются продукты синтетической

деятельности: клетки, жиры, углеводы и в нём

Цитология строение клетки растений

накапливаются, а уже потом либо поступают в цитоплазму,

либо наружу из клетки

20. Лизосомы

Самые мелкие одномембранные

органоиды,содержат до 60

гидролитических ферментов.

Образуется в комплексе

Гольджи.

Пищеварительная –

обеспечивает переваривание


органических веществ,

попавших в клетку при

фагоцитозе и пиноцитозе

При голодании могут

участвовать в растворении

органоидов, клеток и частей

организма

21. Клеточный центр

Органоид немембранного

строения, состоящий из двух

центриолей, расположенных

перпендикулярно друг другу.

Каждая центриоль имеет вид


полого цилиндра, стенка которого

образована из 9 пар микротрубочек

Участвуют в делении клеток,

образуя веретено деления

• Общая биология . Базовый уровень. Учебник для 10-11 классов. Под. Ред. Д.К.

Беляева. М., «Просвещение», 2012 г.

• Медников Б.М. Биология: Формы и уровни жизни. М., «Просвещение», 2006 г.

• Иноземцева Н.А. Клетка – структурная единица живого. Ж «Биология в школе»

№№ 2-5, 2003 г.


Виртуальная школа Кирилла и Мефодия «Уроки биологии.»

www.km.ru/education — учебные материалы и словари на сайте «Кирилл и Мефодий»

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector