|
Введение
За 3 млрд. лет существования на нашей планете живое вещество развилось в несколько миллионов видов, но все они - от бактерий до высших животных - состоят из клеток. Клетка - это организованная часть живой материи: она усваивает пищу, способна существовать и расти, может разделиться на две, каждая из которых содержит генетический материал, идентичный исходной клетке.
В 1665 г. Гук издал книгу "Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших тел посредством увеличительных стекол", где сообщил об открытии им клеточного строения живого вещества (тогда же он впервые употребил термин "клетка"). Фактически же Гук увидел только клеточные стенки, отличающиеся размерами и толщиной. После Гука клетки, вернее, их оболочки, так как микроскопы были несовершенны, обнаруживали у разных растений и в тканях животных.
Клеточная теория, или цитология (греч. kytos... "сосуд, клетка") сложилась в течение XIX в. в результате микроскопических исследований, когда появились более совершенные микроскопы (в последнее время ее чаще называют биологией клетки). Броун открыл ядро (1833), описав его как характерное тельце растительных клеток. Его открытие послужило толчком к другим открытиям.
Чешский естествоиспытатель Ян Пуркине (1787-1869), открывший ядро яйцеклетки (1825) и проводивший классические исследования по физиологии зрительного восприятия, ввел понятие протоплазмы для клеточного содержимого (1839), когда понял, что именно оно, а не стенки клетки, является живым веществом. Позже протоплазму клетки стали разделять на цитоплазму и ядро.
Было подробно изучено и клеточное деление. Затем установили, что хранение и передача наследственных признаков осуществляется с помощью клеточного ядра. При большем увеличении микроскопов в клетках открыли постоянные специализированные структуры (органоиды, или органеллы) - пластиды (такие, как хлоропласты, характерные для клеток, способных к фотосинтезу) и митохондрии.
Современная клеточная теория исходит из единства расчлененности многоклеточного организма на клетки и его целостности, основанной на взаимодействии клеток.
От окружающей среды клетка отделена плазматической мембраной, которая регулирует обмен между внутренней и внешней средой и служит границей клетки. В каждой клетке содержится генетический материал в форме ДНК, регулирующей жизнедеятельность и самовоспроизведение, и цитоплазма.
Размеры клеток измеряются в микрометрах (мкм) - миллионных долях метра и нанометрах (нм) - миллиардных долях. Например, соматическая животная клетка средних размеров имеет 10-20 мкм в диаметре, растительная - 30-50 мкм; длина хлоропласта цветкового растения 5-10 мкм, бактерии - 2 мкм.
Клетки существуют как самостоятельные организмы (простейшие, бактерии) или входят в состав многоклеточных организмов. Половые клетки служат для размножения, соматические (греч. sота "тело") клетки отличаются по строению и функциям (нервные, мышечные, костные). Клетки отличаются своими размерами, формой, количеством поглощенного красителя. Клетки одного типа, сгруппированные вместе, образуют ткань, например, мышечную, из которой состоит сердце, или эпителий покрывающий тот или иной орган и выполняющий защитную, выделительную и всасывающую функции (например, кожа).
Каждый орган состоит из многих тканей, каждая ткань образуется особыми клетками. При большем увеличении в клетках можно обнаружить органеллы, выполняющие свой набор функций. В ядре хранится генетическая информация, в секреторных гранулах запасаются вещества, которые впоследствии выделяются из клетки. Наружная мембрана контролирует поступление веществ внутрь клетки и выход из нее. Органелла выполняет свою функцию через серию сопряженных химических реакций, каждая из которых катализируется специальным белком - ферментом. Органелльная организация клетки играет важную роль в ее функционировании, иначе тысячи клеточных ферментов были бы перемешаны и упорядоченная активность клетки была бы невозможна.
Поскольку каждая клетка выполняет свою функцию в организме, можно было бы ожидать, что это отражено в ее строении, но, оказывается, специализация достигается за счет усиленного развития тех или иных свойств, присущих почти всем типам клеток. Химический состав клеток весьма сложен. Кроме воды (около 70%), в ней содержатся белки, нуклеиновые кислоты, ионы минеральных солей, углеводы, жироподобные вещества - липиды и другие органические вещества меньшего молекулярного веса, которые являются строительным материалом для биополимеров.
1. Основные функции клеточных мембран
Биологические мембраны были открыты более ста лет назад, но их роль в механизмах жизнедеятельности клеток до недавнего времени сводили, в основном, к барьерной функции.
Мембрана (клеточная или плазматическая) - это очень тонкая пленка, покрывающая клетку, причем настолько тонкая, что ее удалось обнаружить лишь с помощью трансмиссионного электронного микроскопа. Все мембраны, изученные на сверхтонких срезах с использованием мощных микроскопов, были построены по одному плану, но всегда оказывались слоистыми.
Поперечный разрез мембраны показывает, что по обе стороны внутренней, более светлой, линии расположены более темные.
Эксперименты с р
|
|
Список литературы
1. Вернадский В. И. Живое вещество. – М.: Наука, 1978
2. Кастлер Г. Возникновение биологической организации. – М.: Мир, 2004
3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания – М., ЮНИТИ, 1997
4. Кемп П., Армс К. Введение в биологию – М., Мир, 1986
5. Концепции современного естествознания /под ред. проф. Лавриненко В.Н., проф. Ратникова В. П. – М., ЮНИТИ, 2002
6. Малая медицинская энциклопедия. М., 1994.
7. Чухрай Е.С. Молекула, жизнь, организм.- М.: Просвещение, 1981
8. Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул – М., Мир, 1993
9. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение – М., Высшая школа, 2004
|
На уровень вверх
Купить