Звездни новини
За първи път бяха формулирани основните положения на клетъчната теория. Клетъчна теория. Химическият състав на клетката. Според локализацията им в мембраната белтъците се класифицират на
За първи път клетки или по-скоро клетъчните стени (черупки) на мъртвите клетки са открити в коркови срезове с помощта на микроскоп от английския учен Робърт Хук през 1665 г. Той беше този, който измисли термина "клетка".
По-късно холандецът А. Ван Льовенхук открива много едноклетъчни организми в капки вода, а в кръвта на хората има червени кръвни клетки (еритроцити).
Фактът, че освен клетъчната мембрана, всички живи клетки имат вътрешно съдържание на полутечно желатиново вещество, учените успяха да открият едва в началото на 19 век. Това полутечно желатиново вещество се нарича протоплазма. През 1831 г. е открито клетъчното ядро и цялото живо съдържание на клетката - протоплазмата - започва да се разделя на ядро и цитоплазма.
По-късно, с усъвършенстването на техниката на микроскопията, в цитоплазмата бяха открити множество органоиди (думата "органоид" има гръцки корени и означава "подобен на орган") и цитоплазмата започна да се разделя на органели и течна част - хиалоплазма. .
Известни немски учени, ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шван, които активно работиха с растителни и животински клетки, стигнаха до извода, че всички клетки имат подобна структура и се състоят от ядро, органели и хиалоплазма. По-късно през 1838-1839 г. формулират основните положения на клетъчната теория. Според тази теория клетката е основната структурна единица на всички живи организми, както растителни, така и животински, а процесът на растеж на организмите и тъканите се осигурява от процеса на образуване на нови клетки.
20 години по-късно немският анатом Рудолф Вирхов прави друго важно обобщение: нова клетка може да възникне само от предишна клетка. Когато се оказа, че спермата и яйцето също са клетки, които се свързват помежду си в процеса на оплождане, стана ясно, че животът от поколение на поколение е непрекъсната последователност от клетки. С развитието на биологията и откриването на процесите на клетъчно делене (митоза и мейоза) клетъчната теория беше допълнена с нови разпоредби. В съвременната си форма основните положения на клетъчната теория могат да бъдат формулирани, както следва:
1. Клетката е основната структурна, функционална и генетична единица на всички живи организми и най-малката единица на живите.
Този постулат е напълно доказан от съвременната цитология. Освен това клетката е саморегулираща се и самовъзпроизвеждаща се система, която е отворена за обмен с външната среда.
В момента учените са се научили как да изолират различни компоненти на клетката (до отделни молекули). Много от тези компоненти могат дори да функционират сами, ако им бъдат дадени правилните условия. Например, контракциите на комплекса актин-миозин могат да бъдат причинени от добавянето на АТФ в епруветката. Изкуственият синтез на протеини и нуклеинови киселини също е станал реалност в наше време, но всичко това е само част от живота. За пълноценната работа на всички тези комплекси, изграждащи клетката, са необходими допълнителни вещества, ензими, енергия и др. И само клетките са независими и саморегулиращи се системи, т.к имате всичко необходимо, за да поддържате пълноценен живот.
2. Структурата на клетките, техният химичен състав и основните прояви на жизнените процеси са сходни във всички живи организми (едноклетъчни и многоклетъчни).
В природата има два вида клетки: прокариотни и еукариотни. Въпреки някои различия, това правило е вярно за тях.
Общият принцип на клетъчната организация се определя от необходимостта от извършване на редица задължителни функции, насочени към поддържане на жизнената активност на самите клетки. Например, всички клетки имат обвивка, която, от една страна, изолира съдържанието си от околен свят, от друга страна, контролира потока на вещества в и от клетката.
Органелите или органелите са постоянни специализирани структури в клетките на живите организми. Органелите на различните организми имат общ структурен план и работят по общи механизми. Всяка органела е отговорна за определени функции, които са жизненоважни за клетката. Благодарение на органелите в клетките се осъществява енергиен метаболизъм, биосинтеза на протеини и се появява способността за възпроизвеждане. Органелите започнаха да се сравняват с органите на многоклетъчен организъм, откъдето се появи терминът.
В многоклетъчните организми е добре проследено значително разнообразие от клетки, което е свързано с тяхната функционална специализация. Ако сравним например мускулните и епителните клетки, можем да видим, че те се различават една от друга по преобладаващото развитие на различни видове органели. Клетките придобиват характеристиките на функционална специализация, които са необходими за изпълнение на специфични функции, в резултат на клетъчната диференциация в процеса на онтогенезата.
3. Всяка нова клетка може да се образува само в резултат на деленето на майчината клетка.
Възпроизвеждането на клетки (т.е. увеличаване на техния брой), независимо дали са прокариоти или еукариоти, може да се случи само чрез разделяне на вече съществуващи клетки. Разделянето задължително се предхожда от процес на предварително удвояване на генетичния материал (репликация на ДНК). Началото на живота на един организъм е оплодена яйцеклетка (зигота), т.е. клетка, получена от сливането на яйцеклетка и сперма. Цялото останало разнообразие от клетки в тялото е резултат от безброй многобройни деления. Така можем да кажем, че всички клетки в тялото са свързани, развиват се по един и същи начин от един и същи източник.
4. Многоклетъчни организми - живи организми, състоящи се от множество клетки. Повечето от тези клетки са диференцирани; се различават по своята структура, изпълнявани функции и образуват различни тъкани.
Многоклетъчните организми са интегрални системи от специализирани клетки, регулирани от междуклетъчни, нервни и хуморални механизми. Трябва да се прави разлика между многоклетъчност и колониалност. Колониалните организми нямат диференцирани клетки и следователно няма разделение на тялото на тъкани. В допълнение към клетките, многоклетъчните организми включват и неклетъчни елементи, например междуклетъчното вещество на съединителната тъкан, костната матрица и кръвната плазма.
В резултат на това можем да кажем, че цялата жизнена дейност на организмите от тяхното раждане до смъртта: наследственост, растеж, метаболизъм, болести, стареене и др. - всичко това са различни аспекти на дейността на различни клетки на тялото.
Клетъчната теория оказа огромно влияние върху развитието не само на биологията, но и на естествените науки като цяло, тъй като установи морфологичната основа за единството на всички живи организми и даде общо биологично обяснение на жизнените явления. По своята значимост клетъчната теория не отстъпва на такива изключителни постижения на науката като закона за преобразуване на енергията или еволюционната теория на Чарлз Дарвин. И така, клетката - основата на организацията на представителите на царствата на растенията, гъбите и животните - възниква и се развива в процеса на биологичната еволюция.
В средата на 19 век са формулирани основните положения на клетъчната теория, съчетаващи всички натрупани знания за клетката. С развитието на науката теорията е многократно преразглеждана и редактирана.
История
Клетката е открита от Робърт Хук през 1665 г. при изследване на част от корково дърво под микроскоп. Въпреки това интензивното изследване на клетката започва едва през 30-те години на 19 век, когато се появяват мощни микроскопи. В същото време най-накрая се формира цитологията - науката за структурата и жизнената активност на клетките на бактерии, растения и животни.
Ориз. 1. Робърт Хук.
Разпоредбите на клетъчната теория са формулирани през 1839 г. от Шлейден и Шван. Учените доказаха за първи път, че клетката е структурна единица на всеки организъм и въпреки специфичните различия клетките на бактериите, растенията и животните имат сходна структура.
Ориз. 2. Матиас Шлейден и Теодор Шван.
Клетъчната теория се формира на основата на знанията, натрупани до средата на 19 век и се допълва през 20 век с развитието на цитологията. Историята на формирането на клетъчната теория е представена в таблицата.
|
година |
Учен |
достойнства |
|
Ембриологът Карл Баер |
Той откри човешките яйцеклетки и установи, че развитието на тялото започва с една единствена оплодена клетка |
|
|
Ботаникът Робърт Браун |
Подробно описание на ядрото |
|
|
Ботаникът Матиас Шлейден |
Откри, че растителните тъкани са изградени от клетки |
|
|
Цитолог Теодор Шван |
Той доказа клетъчната структура на животинските тъкани, установи, че клетката е основата на живите същества |
|
|
Доктор Рудолф Вирхов |
Клетките се размножават чрез делене |
|
|
Ботаник Иван Чистяков |
Откри митозата в растителните клетки |
|
|
Биологът Уолтър Флеминг |
Наблюдавана мейоза в животински клетки |
|
|
Ботаникът Едуард Страсбургер |
Наблюдавана мейоза в растителните клетки |
През ХХ век изследването на клетката става по-достъпно, т.к. подобрени микроскопи. Съвременните електронни микроскопи са достъпни дори за студенти и позволяват подробно изследване на участъци от флагели, протеинови носители и мембранни структури.
Ориз. 3. Съвременни микроскопи.
Регламенти
Клетъчната теория разглежда клетката като структурна единица на целия жив свят и обобщава знанията за клетъчната структура.
ТОП 2 статиикоито четат заедно с това
Накратко за основните положения на съвременната клетъчна теория:
- клетка - интегрална жива структура, състояща се от взаимосвързани елементи - органели;
- всички клетки (еукариоти, прокариоти) са сходни по структура, химичен състав, метаболизъм, функции;
- клетката е сложна независима система, способна да се саморегулира, обновява, възпроизвежда;
- клетките се размножават само безполово – чрез делене;
- клетките съхраняват генетична информация и я предават на своите потомци;
- клетката е структурна единица на многоклетъчен организъм;
- клетката осъществява растеж, развитие, метаболизъм и енергия в многоклетъчен организъм;
- специализирани клетки образуват тъканите, които изграждат взаимосвързани органи;
- клетката е доказателство за единството на целия жив свят.
История на изследването на клетката. клетъчна теория
ЦИТОЛОГИЯ – НАУКА ЗА КЛЕТКИТЕ
Отваряне на клетката.Първият човек, видял клетки, е английският учен Робърт Хук..
През 1663 г., опитвайки се да разбере защо корковото дърво плува толкова добре, Хук започва да изследва тънки срезове корк с помощта на подобрен микроскоп. Той откри, че тапата е разделена на много малки клетки, които му напомнят на монашески клетки, и той нарече тези клетки клетки (на английскиклетка - „клетка, клетка, клетка“).
През 1674 г. холандският майстор Антони ван Льовенхук (1632 - 1723)
с помощта на микроскоп за първи път видях "животни" в капка вода - движещи се живи организми. Така в началото на 18 век учените знаеха, че при голямо увеличение растенията имат клетъчна структура и видяха някои организми, които по-късно бяха наречени едноклетъчни. Но клетъчната теория за структурата на организмите се формира едва в средата на 19 век, след като се появиха по-мощни микроскопи и бяха разработени методи за фиксиране и оцветяване на клетките.
Появата на клетъчната теория
клетъчна теория- едно от общопризнатите биологични обобщения, утвърждаващо единството на принципа на структурата и развитието на света на растенията и света на животните, в който клетката се разглежда като общ структурен елемент на растителни и животински организми.
Клетъчната теория е фундаментална за обща биологиятеория, формулирана в средата на 19 век. Тя дава основа за разбиране на законите на живия свят и за развитието еволюционна доктрина. Матиас Шлейден и Теодор Шван
формулиран клетъчна теория , базиран на много изследвания за клетката (1838 - 1839).
Шлейден и Шван, обобщавайки наличните знания за клетката, доказват, че тя е основната единица на всеки организъм. Клетките на животните, растенията и бактериите имат подобна структура. По-късно тези заключения станаха основа за доказване на единството на организмите. T. Schwann и M. Schleiden въвеждат в науката основната концепция за клетката: извън клетките няма живот.
Развитието на клетъчната теория е свързано с откриването на протоплазмата и клетъчното делене. До средата на XIX век. оказа се, че основното нещо в клетката е нейното "съдържание" - протоплазма . През 1858 г. немският патолог Р. Вирхов публикува "Клетъчна патология", в която разширява клетъчната теория до феномените на патологията и обръща внимание на водещата роля на ядрото в клетката, провъзгласявайки принципа на образуване на клетки чрез делене ( “Omnis cellula ex cellula” - “Всяка клетка извън клетката). Разделянето първоначално се тълкува като свързване на ядрото и тялото на клетката. През 70-те – 80-те години. митозата е открита като универсален метод за клетъчно делене, типичен за всички клетъчни организми. В края на XIXв. бяха открити клетъчни органели и клетката вече не се разглеждаше като обикновена бучка протоплазма.
Основните положения на теорията на Шлейден и Шван:
- Всички животни и растения са изградени от клетки.
- Клетката е най-малката единица на живия организъм.
- Растежът на растенията и животните се осъществява чрез образуването на нови клетки.
Основните положения на съвременната клетъчна теория
- Клетката е елементарна структурна и функционална единица на живите организми. Всички живи организми (с изключение на вирусите) са изградени от клетки.
- Животните, гъбите, растенията и всички прокариоти имат клетъчна структура. Вирусите са неклетъчни форми на живот.
- Клетката е елементарна жива система, която се характеризира с такива признаци на живо същество като метаболизъм и енергия, растеж и развитие, раздразнителност, самовъзпроизвеждане.
- Клетките на всички клетъчни организми имат общ структурен план - отвън са ограничени от мембрана, съдържанието на клетката са цитоплазмата и органелите, клетката съдържа наследствен материал - в ядрото при еукариотите и директно в цитоплазмата при прокариотите.
- Комплект химически вещества, които са част от клетките, също е основно еднакъв във всички организми. Задължителните вещества на клетката са протеини, въглехидрати, липиди, нуклеинови киселини.
- Митозата е универсалният метод за клетъчно делене при еукариотите. По време на митозата се извършва точното разпределение на генетичния материал в дъщерните клетки. Генетично дъщерните клетки са напълно идентични с родителските.
- Когато се образуват зародишните клетки на животните и растителните спори, се извършва редукционно делене - мейоза, при която броят на хромозомите в дъщерните клетки намалява наполовина в сравнение с майчините.
- Прокариотните клетки също се размножават чрез делене.
- Съставът на многоклетъчния организъм включва от няколко единици до няколко десетки вида клетки, които изграждат различни тъкани и органи.
- Генетичният материал на всички тези клетки е един и същ. В зависимост от функцията на клетката в работата се включват определени гени, които определят структурата и функционирането на клетката.
Клетките на прокариотите и протозоите имат всички свойства на живите системи.
Клетъчната теория е фундаментална биологична теория, която утвърждава единството на принципа на структурата и развитието на всички живи организми на Земята, в която клетката се разглежда като общ структурен и функционален елемент.
Методи за изследване на клетката
Всички съвременни методи за изследване на клетките могат да бъдат класифицирани, както следва:
- Фракциониране - ултрацентрофугиране. Методът се основава на факта, че клетъчните органели имат различна маса и плътност. Натрошените тъкани се поставят в епруветки и се въртят в центрофуга на висока скорост. По-плътните органели се отлагат при ниски скорости на въртене, а по-малко плътните - при високи. Всеки слой се изучава отделно.
- Рентгенов дифракционен анализ. Въз основа на рентгенови снимки. Позволява ви да изучавате конфигурацията на протеинови молекули, нуклеинови киселини, за да разберете техните биологични функции.
- Получаване на тъканна култура. Той дава възможност да се изследват живи клетки, поставени в подходяща среда, в която те са способни на автономен растеж, образуване на тъкани и органи на тялото.
- Оцветяване.Използва се за оцветяване на живи клетки с багрила за получаване на контрастен образ на изследваните структури.
Тест 1
Клетъчната структура има:
1) айсберг;
2) листенца от лале;
3) хемоглобинов протеин;
4) парче сапун.
3) Л. Пастьор и И. И. Мечников;
4) Ч. Дарвин и А. Уолъс.
Тест 3
Каква позиция на клетъчната теория принадлежи на Р. Вирхов?
1) Клетка - елементарната единица на живите;
2) всяка клетка идва от друга клетка;
3) всички клетки са сходни по своя химичен състав;
4) подобна клетъчна структура на организмите е доказателство за общия произход на всички живи същества.
5) От горните формулировки посочете позицията на клетъчната теория
А) Оплождането е процес на сливане на мъжки и женски гамети.
Б) Всяка нова дъщерна клетка се образува в резултат на деленето на майчината
В) Алелните гени в процеса на митоза са в различни клетки
Г) Развитието на организма от момента на оплождането на яйцето до смъртта на организма се нарича онтогенеза.
6) Сходството на структурата и жизнената активност на клетките на организмите от различни царства на дивата природа е една от разпоредбите
А) теорията на еволюцията
Б) клетъчна теория
В) учението за онтогенезата
Г) законите на наследствеността
8) Растежът на всеки многоклетъчен организъм се основава на процеса
А) мейоза
Б) митоза
Б) оплождане
Г) синтеза на АТФ молекули
9). Доказателство за родството на всички растителни видове е
А) клетъчната структура на растителните организми
Б) наличие на фосилни останки
В) изчезването на някои видове и образуването на нови
Г) връзката на растенията и околната среда
десет). Една от разпоредбите на клетъчната теория
А) по време на клетъчното делене хромозомите са способни да се самоудвояват
Б) нови клетки се образуват, когато първоначалните клетки се делят
В) цитоплазмата на клетките съдържа различни органели
Г) клетките са способни на растеж и метаболизъм
11) Според клетъчната теория възникването на нова клетка става чрез
А) метаболизъм
Б) делене на изходната клетка
Б) размножаване на организмите
Г) връзката на всички органели на клетката
12). Какъв метод ви позволява селективно да изолирате и изследвате клетъчните органели
А) оцветяване
Б) центрофугиране
Б) микроскопия
Г) химически анализ
13) Клетъчната структура на организмите от всички царства на живата природа, сходството на структурата на клетките и техния химичен състав служат като доказателство
А) единство органичен свят
Б) единството на живата и неживата природа
В) еволюцията на органичния свят
Г) произхода на ядрените организми от доядрените
четиринадесет). Единицата за размножаване на организмите е
Ядро
Б) цитоплазма
Б) клетка
Г) плат
15) Единицата за развитие на организмите е
Ядро
Б) хлоропласти
Б) митохондриите
Г) клетка
16) Какво служи като доказателство за връзката на растенията и животните, единството на техния произход?
А) клетъчна структура
Б) наличието на различни тъкани
В) наличие на органи и системи от органи
Г) способността за вегетативно размножаване
17) Клетката съдържа наследствена информация за характеристиките на организма, затова се нарича
А) структурната единица на живите
Б) функционална единица на живот
В) генетичната единица на живите
Г) единица за растеж
18) Разделянето на клетъчните органели въз основа на различната им плътност е същността на метода
А) микроскопия
Б) центрофугиране
Б) оцветяване
Г) сканиране
19). Методът позволява да се изследва структурата на клетъчните органели
А) светлинна микроскопия
Б) електронна микроскопия
Б) центрофугиране
Г) тъканна култура
двадесет). Позиция на клетъчната теория
А) хромозомите са способни на самовъзпроизвеждане
Б) клетките се размножават чрез делене
В) в цитоплазмата на клетката има органели
Г) клетките са способни на митоза и мейоза
21). Според клетъчната теория клетката е единица
А) изкуствен подбор
Б) естествен подбор
Б) структурата на организмите
Г) мутации на тялото
22 Клетъчната теория обобщава идеите за
А) разнообразието на органичния свят
Б) сходството на структурата на всички организми
Б) ембрионалното развитие на организмите
Г) единството на живата и неживата природа
23. "Клетките на всички организми имат прилики в структурата, химичния състав, метаболизма." Тази позиция
А) хипотези за произхода на живота
Б) клетъчна теория
В) законът за хомоложните редове в наследствената изменчивост
Г) законът за независимото разпределение на гените
24 Коя теория първа потвърди единството на органичния свят
А) хромозомни
Б) ембриогенеза
Б) еволюционен
Г) клетъчен
25. Процесите на жизнената дейност във всички организми протичат в клетката, затова тя се разглежда като едно цяло
А) развъждане
Б) сгради
Б) функционален
Г) генетични
26. Коя формулировка отговаря на позицията на клетъчната теория
А) растителните клетки са заобиколени от влакна
Б) клетките на всички организми са сходни по структура, химичен състав и жизнена дейност
В) прокариотните и еукариотните клетки са сходни по структура
Г) клетките на всички тъкани изпълняват подобни функции
27. Организмите от растения, животни, гъби и бактерии са съставени от клетки - това показва
Б) разнообразието на структурата на живите организми
В) връзката на организмите с околната среда
Г) сложната структура на живите организми
2 8. Единството на органичния свят се доказва от
А) кръговрат на веществата
Б) клетъчната структура на организмите
В) връзката на организмите и околната среда
Г) приспособяване на организмите към околната среда
2 9. Клетката се счита за единица на растеж и развитие на организмите, тъй като
А) има сложна структура
Б) тялото е изградено от тъкани
В) броят на клетките в тялото се увеличава чрез митоза
Г) гаметите участват в половото размножаване
30. Сходството на структурата и жизнената активност на клетките на организмите от различни царства на дивата природа показва
А) единството на органичния свят
Б) единството на живата и неживата природа
В) взаимоотношенията на организмите в природата
Г) връзката между организмите и тяхната среда
31 Единството на органичния свят се доказва от
А) наличието на ядро в клетките на живите организми
Б) клетъчната структура на организмите от всички царства
В) обединяването на организмите от всички царства в систематични групи
Г) разнообразието от организми, които обитават Земята
32. Според клетъчната теория клетките на всички организми
А) подобни по химичен състав
Б) са еднакви по отношение на функциите си
Б) имат ядро и ядро
Г) имат еднакви органели
33. Германските учени М. Шлейден и Т. Шван, обобщавайки идеите на различни учени, формулират
А) Законът за сходството на зародишната линия
Б) хромозомната теория за наследствеността
Б) клетъчна теория
Г) закон на хомоложните редове
34. В клетката се извършва синтез и разграждане на органични вещества, затова тя се нарича единица
А) сгради
Б) живот
Б) растеж
Г) размножаване
35. За откриване на промени, настъпващи в жива клетка по време на митоза, се използва методът
А) микроскопия
Б) генни трансплантации
Б) конструиране на гени
Г) центрофугиране
36. В светлинен микроскоп можете да видите
А) клетъчно делене
Б) репликация на ДНК
Б) транскрипция
Г) фотолиза на вода
37. Посочете една от разпоредбите на клетъчната теория
А) Половите клетки винаги съдържат хаплоиден набор от хромозоми.
B) Всяка гамета съдържа по един ген от всеки алел
В) Клетките на всички организми имат диплоиден набор от хромозоми.
Г) Най-малката единица на структура, живот и
развитието на организмите е клетка
38. Според коя теория организмите от различни царства имат подобен химичен състав?
А) хромозомни
Б) еволюционен
Б) онтогенеза
Г) клетъчен
39. Какво свидетелства за връзката на организмите от всички царства
А) наличието на подобни тъкани
Б) развитие от просто към сложно
Б) клетъчна структура
Г) функционална роля в екосистемите
40. Каква формулировка съответства на позицията на клетъчната теория?
А) клетките на всички тъкани изпълняват подобни функции
Б) в процеса на мейоза се образуват четири гамети с хаплоиден набор от хромозоми
В) животинските клетки нямат клетъчна стена
Г) всяка клетка възниква в резултат на деленето на майчината клетка
41. Едно от твърденията на клетъчната теория е следното:
А) клетката е елементарна единица на наследствеността
Б) клетката е единица за размножаване и развитие
В) всички клетки са различни по структура
Г) всички клетки имат различен химичен състав
42. Принос за развитието на клетъчната теория
А) А. И. Опарин
Б) В. И. Вернадски
В) Т. Шван и М. Шлейден
Г) Г. Мендел
43. Поради факта, че храненето, дишането и образуването на отпадъчни продукти се извършват във всяка клетка, тя се счита за единица
А) растеж и развитие
Б) функционален
Б) генетични
Г) структурата на тялото
44. Сходството на метаболизма в клетките на организмите от всички царства на живата природа е едно от проявленията на теорията
А) хромозомни
Б) клетъчен
Б) еволюционен
Г) произхода на живота
45. В светлинен микроскоп можете да видите
А) биосинтеза на протеини
Б) Молекули АТФ
Б) клетъчно делене
Г) рибозоми
46. Защо клетката се счита за структурна единица на живо същество?
А) протича метаболизъм
Б) клетките са способни да се делят и растат
В) всички клетки имат подобен химичен състав
Г) организмите от всички царства на живата природа са съставени от клетки
47. Извод за родството на растенията и животните може да се направи въз основа на
А) хромозомна теория
Б) генна теория
Б) законът за свързаното наследство
Г) клетъчна теория
48. Сходството на структурата и жизнената дейност на клетките на всички организми показва
А) родство на организмите
Б) развитието на дивата природа
Б) адаптивност на организмите
Г) разнообразието на дивата природа
49. В светлинен микроскоп можете да видите
А) Дублиране на ДНК
Б) клетъчно делене
Б) разграждане на глюкозата
Г) биосинтеза на протеини
50. Клетката е единица за растеж и развитие на организма, тъй като
А) има ядро
Б) съдържа наследствена информация
В) може да се разделя
Г) тъканите са изградени от клетки
51. Защо клетъчната теория се превърна в едно от изключителните обобщения на биологията?
А) разкри механизмите на появата различен видмутации
Б) обясни моделите на наследствеността и изменчивостта
В) установи връзката на онтогенезата и филогенезата
Г) обосновава единството на произхода на всички живи същества
52. Елементарна биологична система, способна да се самовъзпроизвежда и развива, –
Ядро
Б) орган
Б) клетка
Г) плат
53. Според коя теория организмите от различни царства имат подобен химичен състав?
А) хромозомни
Б) еволюционен
Б) онтогенеза
Г) клетъчен
54. Единица на растеж на организмите -
А) хромозома
Б) плат
Б) орган
Г) клетка
55. Посочете една от разпоредбите на клетъчната теория
А) Соматичните клетки съдържат диплоиден набор от хромозоми
Б) Гаметите са изградени от една клетка
Б) Прокариотната клетка съдържа кръгова хромозома.
Г) Клетка – най-малката единица на структурата и живота на организмите
56. Сред посочените формулировки определете позицията на клетъчната теория
А) Алелните гени в процеса на мейозата са в различни зародишни клетки
Б) Клетките на всички организми са сходни по химичен състав и устройство
В) Оплождането е процес на свързване на мъжки и женски клетки.
Г) Онтогенезата е развитието на организма от момента на оплождането на яйцето до смъртта на организма.
57. Клетката е неразделна част от тъканите на многоклетъчните растения, поради което се счита за единица
А) развитие
Б) растеж
Б) живот
Г) сгради
58. Според клетъчната теория клетката е единица
А) растеж и развитие на организмите
Б) променливост
Б) наследственост
Г) еволюция на органичния свят
59. Какво служи като доказателство за единството на произхода на органичния свят?
А) наличието на органични и неорганични вещества
Б) съществуването на едноклетъчни организми и неклетъчни форми на живот
В) прилики в структурата на клетките на организми от различни царства
Г) животът на организмите в естествени и изкуствени съобщества
60. Посочете една от разпоредбите на клетъчната теория
А) Единицата на устройството, живота и развитието на организмите е клетката
Б) Зародишната клетка съдържа по един алел на всеки ген
В) Многоклетъчен ембрион се развива от зигота
D) В ядрата на еукариотните клетки гените са разположени линейно върху хромозомите
61. Каква формулировка съответства на една от разпоредбите на клетъчната теория?
А) Нова клетка възниква от деленето на първоначалната клетка.
Б) Прокариотните и еукариотните клетки са сходни по структура
В) Клетките на всички тъкани на живите организми изпълняват подобни функции.
Г) В бактериалните клетки ядреното вещество се намира в цитоплазмата
62. В основата на растежа на всеки многоклетъчен организъм е
А) съдържанието на витамини в клетките
Б) свързване на клетките
В) наличието на ензими в клетките
Г) клетъчно делене
Основни положения на клетъчната теория.
Всички живи организми са изградени от клетки. Клетката е елементарна единица на структурата, функционирането и развитието на живите организми. Има неклетъчни форми на живот - вируси, но те проявяват своите свойства само в клетките на живите организми. Клетъчните форми се делят на прокариоти и еукариоти.
Откриването на клетката принадлежи на английския учен Р. Хук, който, гледайки през тънък участък от корк под микроскоп, видя структури, подобни на пчелни пити, и ги нарече клетки. По-късно едноклетъчните организми са изследвани от холандския учен Антони ван Льовенхук. Клетъчната теория е формулирана от немските учени М. Шлейден и Т. Шван през 1839 г. Съвременната клетъчна теория е значително допълнена от Р. Биржев и др.
Основните положения на съвременната клетъчна теория:
клетка - основната единица на структурата, функционирането и развитието на всички живи организми, най-малката единица на живите, способна на самовъзпроизвеждане, саморегулиране и самообновяване;
клетките на всички едноклетъчни и многоклетъчни организми са сходни (хомологии) по своята структура, химичен състав, основни прояви на жизнена дейност и метаболизъм;
възпроизвеждането на клетките става чрез делене, всяка нова клетка се образува в резултат на разделянето на оригиналната (майчината) клетка;
в сложните многоклетъчни организми клетките са специализирани във функциите, които изпълняват и образуват тъкани; тъканите се състоят от органи, които са тясно свързани помежду си и подлежат на нервна и хуморална регулация.
Тези разпоредби доказват единството на произхода на всички живи организми, единството на целия органичен свят. Благодарение на клетъчната теория стана ясно, че клетката е най-важният компонент на всички живи организми.
Клетката е най-малката единица на организма, границата на неговата делимост, надарена с живот и всички основни характеристики на организма. Като елементарна жива система, тя е в основата на устройството и развитието на всички живи организми. На клетъчно ниво се проявяват такива свойства на живота като способността за обмен на вещества и енергия, авторегулация, възпроизводство, растеж и развитие, раздразнителност.
Плазмалема структура функции химичен състав
плазмалема- обвивката на животинска клетка, ограничаваща нейната вътрешна среда и осигуряваща взаимодействието на клетката с извънклетъчната среда.
Плазмената мембрана е с дебелина около 10 nm и се състои от 40% липиди, 5-10% въглехидрати (като част от гликокаликса) и 50-55% протеини.
Функции на плазмената мембрана:
ограничаване (преграда);
рецептор или антиген;
транспорт;
образуване на междуклетъчни контакти.
Основата на структурата на плазмалемата е:
двоен слой от липидни молекули (билипидна мембрана), в който понякога се включват протеинови молекули;
надмембранен слой - гликокаликс, структурно свързан с протеини и липиди на билипидната мембрана;
Някои клетки имат подмембранен слой.
Структурата на билипидната мембрана
Всеки монослой се формира главно от молекули на фосфолипиди и отчасти холестерол. В същото време във всяка липидна молекула се разграничават две части:
хидрофилна глава
хидрофобни опашки.
Хидрофобните опашки на липидните молекули се свързват една с друга и образуват липиден слой. Хидрофилните глави на билипидния слой са в контакт с външната или вътрешната среда. Билипидната мембрана, или по-скоро нейният дълбок хидрофобен слой, изпълнява бариерна функция, предотвратявайки проникването на вода и вещества, разтворени в нея, както и големи молекули и частици.
Три слоя са ясно дефинирани в модела на електронната дифракция в плазмалемата:
външен (електронно плътен);
вътрешен (електронно плътен);
Междинен (с ниска електронна плътност).
Протеиновите молекули са вградени в билипидния слой на мембраната локално и не образуват непрекъснат слой.
Според локализацията си в мембраната протеините се делят на:
Интегрални (проникват по цялата дебелина на билипидния слой);
полуинтегрални, включени само в липидния монослой (външен или вътрешен);
в съседство с мембраната, но не е вградена в нея.
Според изпълняваната функция протеините на плазмената мембрана се разделят на:
структурни протеини;
Транспортни протеини
Рецепторни протеини
ензимен.
Протеините, разположени на външната повърхност на плазмолемата, както и хидрофилните глави на липидите, обикновено са свързани с вериги от въглехидрати и образуват сложни полимерни молекули от гликопротеини и гликолипиди. Именно тези макромолекули изграждат епимембранния слой - гликокаликса. Неделящата се клетка има подмембранен слой, образуван от микротубули и микрофиламенти.
Значителна част от повърхностните гликопротеини и гликолипиди обикновено изпълняват рецепторни функции, възприемат хормони и други биологично активни вещества. Такива клетъчни рецептори предават възприеманите сигнали към вътреклетъчните ензимни системи, подобрявайки или инхибирайки метаболизма, и по този начин повлияват клетъчната функция. Клетъчните рецептори и евентуално други мембранни протеини, поради тяхната химическа и пространствена специфичност, придават специфичност на даден клетъчен тип на даден организъм и представляват трансплантационни антигени или антигени на хистосъвместимост.
В допълнение към бариерната функция, която защитава вътрешната среда на клетката, плазмолемата изпълнява транспортни функции, които осигуряват обмена на клетката с околната среда.
Съществуват следните методи за транспортиране на вещества:
пасивен транспорт - метод за дифузия на вещества през плазмалемата (йони, някои нискомолекулни вещества) без консумация на енергия;
активен транспорт на вещества с помощта на протеини-носители с енергиен разход (аминокиселини, нуклеотиди и други);
Везикуларен транспорт чрез везикули (везикули), който се разделя на ендоцитоза - транспортиране на вещества в клетката и екзоцитоза - транспортиране на вещества извън клетката.
От своя страна ендоцитозата се разделя на:
Фагоцитоза - улавянето и движението в клетката на големи частици (клетки или фрагменти, бактерии, макромолекули и т.н.);
пиноцитоза - пренос на вода и малки молекули.
Процесът на фагоцитоза е разделен на няколко фази:
Адхезия (залепване) на обекта към цитолемата на фагоцитната клетка;
· Абсорбция на обекта чрез образуване на първо вдлъбнатина (инвагинация), а след това образуване на везикули - фагозоми и движението му в хиалоплазмата.
Видове междуклетъчни контакти и техните структурни и функционални характеристики
Структурни и функционални характеристики на участващите органели
Структурни и функционални характеристики на органели, участващи във вътреклетъчното разцепване, защита и неутрализиране
Ших реакции
Те включват лизозоми и пероксизоми (в EPS от агрануларен тип, про-
неутрализира токсините и лечебните вещества).
Лизозоми. Има: 1) първични лизозоми; 2) вторични лизозоми,
автофагозоми; 3) остатъчни тела.
Първичните лизозоми имат формата на везикули с диаметър 0,2-0,4 микрона,
повредена мембрана. Съдържа хидролитични ензими. Главна на
ги - кисела фосфатаза. Ензимите са неактивни, но
когато се активират, те са способни да разграждат биополимерите до мономери.
Вторичните лизозоми са активни лизозоми, които се образуват в
сливането на съдържанието на първичните лизозоми с фагозома, пиноцитна
вакуоли, променени от органели (в последния случай, вторичен лизозо-
ma се нарича автофаголизозома). В този случай активирането на фер-
ченгета и лизис на вещества, влизащи в клетката или променени органели.
Остатъчните тела възникват в случай на непълно разцепване на
компоненти за хидролизиране. Съдържанието им се отстранява от клетката
темата за екзоцитозата. Липсата на лизозомни ензими е в основата на заболяването
натрупването му (лизозомни заболявания).
Функции на лизозомите
1. Вътреклетъчно храносмилане.
2. Участие във фагоцитозата.
3. Участие в митоза - разрушаване на ядрената обвивка.
4. Участие във вътреклетъчната регенерация.
5. Участие в автолиза - самоунищожаване на клетката след нейната смърт.
Пероксизомите са везикули с диаметър 0,3-0,5 микрона,
ограничена от мембрана.
Матрицата съдържа гранули, фибрили, тубули. Те съдържат прибл.
аминокиселинни сидази и каталаза, които разграждат пероксидите.
В резултат на окисляването на аминокиселините, въглехидратите и други съединения в клетката
kah се образува силен окислител - водороден пероксид, който използва-
Xia за окисляване на други вещества, включително вещества, вредни за тялото (деца-
реферираща функция). Излишък от водороден пероксид, токсичен за клетките,
се разрушава от ензима каталаза с освобождаване на кислород и вода.
Функции на пироксома
1. Те са органели за използване на кислород. Те образуват
силен окислител водороден пероксид.
2. Разцепване от ензима каталаза на излишните пероксиди и,
като по този начин предпазва клетките от смърт.
3. Разцепване с помощта на пе-
ред на токсични продукти от екзогенен произход (деца-
сикация). Например, пероксизоми на чернодробни клетки, бъбречни клетки.
4. Участие в клетъчния метаболизъм: пероксизомните ензими катализират
разделяне на мастни киселини, участват в метаболизма на аминокиселини и други вещества.
Ших в производството на енергия
Те включват митохондриите. Те са полуавтономни организации
Нел и апаратът за синтез на АТФ поради енергията, получена от окисляването на органични
ични връзки. Тези органели могат да се движат през цитоплазмата,
разбирайте се, споделяйте. Формата и размерът са различни, броят им зависи от
клетъчна активност. Най-често това са тела с дължина 1-10 микрона, дебелина 0,5 микрона.
Митохондриите са изградени от външна и вътрешна мембрани, разделени от
междумембранно пространство и съдържат митохондриалния матрикс, в
която е обърната към гънките на вътрешната мембрана (cristae).
Външната митохондриална мембрана наподобява плазмалемата и съдържа
много молекули от специализирани транспортни протеини (напр.
rin), образувайки канали, осигуряващи висока пропускливост. На
съдържа рецептори, които разпознават протеини, които се транспортират през
двете митохондриални мембрани в зоните на тяхната адхезия.
Вътрешната митохондриална мембрана образува издатини - кристи,
поради което площта на вътрешната мембрана значително се увеличава -
sya. Върху кристите се намират елементарни частици, които са
комплекси от ензими за фосфорилиране (синтез на АТФ) поради енергия, ос-
освобождават се в митохондриите в резултат на окислителни процеси.
Митохондриалната матрица е хомогенна финозърнеста формация,
рибозоми, митохондриални гранули, които свързват двувалентни катионни
нас, по-специално Ca ++, Mg ++. Катионите са необходими за поддържане на активност
митохондриални ензими.
Митохондриални функции
1. Осигуряване на клетката с енергия под формата на АТФ.
2. Участие в биосинтеза на стероидни хормони (някои връзки в био-
Синтезът на тези хормони се осъществява в митохондриите). В такива клетки, митотични
хондрии със сложни големи тръбести кристи.
3. Отлагане на калций.
4. Участие в синтеза на нуклеинови киселини.
Продължителността на живота на митохондриите е около 10 дни. Техните времена-
унищожаването става чрез автофагия. Образуване на нови митохондрии
възниква чрез лигиране на предходните.
Полагане на цитоскелет
Цитоскелетът се формира от три основни компонента: микро-
тубули, микрофиламенти, междинни филаменти.
Микротубулите са кухи цилиндри с диаметър 25 nm. Стената на тяхното съ-
се състои от фибрили, образувани от тубулинови протеинови молекули. микротру-
бъчвите могат да растат. В цитоплазмата има баланс между микротубулите
бъчви и разтворен тубулин. Тръбите се разделят в единия край
от друга страна, те се преформират. Центриолните микротубули не се разпадат
базални тела, реснички, флагели. По време на митозата микротубулите на цитоскелета
те се разпадат и от освободения тубулин се образува вретено на делене.
След митозата протича обратният процес. Ако клетката се третира с колхи-
цин разрушава микротубулите, клетката губи способността си да се дели,
формата му се променя.
Функции на микротубулите
1. Действа като цитоскелет.
2. Участват в транспорта на вещества и органели в клетките.
3. Участват във формирането на вретеното на делене и осигуряват
отлагане на хромозоми в митоза.
4. Влизат в състава на центриоли, реснички, флагели.
Микрофиламенти. Има три вида нишки: микрофиламенти
сте с дебелина 5-6 nm (актин), 10 nm (миозин) и
около 7 nm (междинно). Образуват се актинови и миозинови нишки
ют миофибрилите в миоцитите и мускулните влакна, в други клетки, които осигуряват
свиването и движението на клетката, процесите на ендоцитоза и екзоцитоза
тоза, образуването на псевдоподии и микровили. С тези нишки
свързано свиване на кръвни съсиреци. Много микрофиламенти се образуват в под-
мембранен слой от клетки. Те са свързани с интегрални мембранни протеини.
Междинните нишки са изградени от протеинови нишки
висока якост и стабилност. Характеризира се протеиновият им състав
тъканна специфичност. В епитела те имат кератинова природа, в
в клетки от мезенхимален произход те се състоят от виментин и т.н. про-
Интерстициалните нишки изпълняват само поддържаща функция в клетката.
Центриолите са представени от два кухи цилиндъра с дължина 500 nm и
150 nm в диаметър. Те са разположени под прав ъгъл една спрямо друга.
Стената на цилиндъра се състои от 9 триплета микротубули (A, B, C), свързани
свързани с напречни протеинови мостове "дръжки". С всеки три
сателитите са свързани с камшик с помощта на крака. Сателитите са протеинови тела
от които произлизат микротубулите. Центриолите са центровете на форма-
микротубули на вретеното на делене, микротубули на апарата за движение
реснички и флагели. Формулата на центриола е (9x3) + 0.
Функции на центриолите: 1) са център на организация на микротубулите
задържане на делене; 2) образуват реснички и флагели; 3) осигурете вътре-
клетъчно движение на органели.
Взаимодействие на ядрото и др.
Ядрото е най-важният и незаменим компонент на клетката, изпълняващ следното
функции на издухване:
1) съхранение на генетична информация;
2) реализиране на генетична информация чрез контрол в клетката на синтет
ични процеси, както и процесите на възпроизводство и смърт (апоптоза);
3) възпроизвеждане и предаване на генетична информация.
Ядрото се състои от: 1) хроматин; 2) ядро; 3) кариоплазми; 4) ядрени
черупки.
Хроматин. Състои се от ДНК в комбинация с протеин. Разграничете
два вида хроматин: 1) еухроматин, съответстващ на хромозомни сегменти,
които са деспирализирани и отворени за транскрипция; 2) хетерохроматин,
съответстващи на кондензирани, плътно усукани сегменти от хромо-
catfish, което ги прави недостъпни за транскрипция.
Колкото повече еухроматин в интерфазното ядро, толкова по-интензивен
процеси на синтез.
Хроматинови протеини: 1) хистони, осигуряващи компактно опаковане на ДНК;
2) нехистонови протеини, които регулират генната активност.
Ядрото е най-плътната структура на ядрото с диаметър 1-5 микрона. отрова-
капакът се създава от нуклеоларния организатор, който се намира в
последната от вторичните хромозомни стеснения. Ядрото е мястото на образуване
рибозомна РНК и рибозомни субединици.
Кариоплазмата (ядрен сок) съдържа различни протеини (хистони, фер-
ченгета, структурни протеини), въглехидрати, нуклеотиди.
Функции: 1) създава микросреда за всички структури на ядрото; 2) осигурява
движение на рибозоми, m-RNA, t-RNA към ядрените пори.
Ядрената обвивка (кариолема) се състои от външна и вътрешна мембрана
брани, разделени от перинуклеарно пространство с ширина 15–40 nm. Външен
долната мембрана преминава в мембрани от EPS-гранулиран тип и съдържа ri-
бос. Вътрешната мембрана е свързана с хромозомния материал на ядрото. На
при сливането на 2 мембрани се образуват ядрени пори. Порите съдържат две
успоредни пръстени (по един от всяка повърхност на кариолемата).
Пръстените са образувани от 8 протеинови гранули. От тези гранули към центъра
фибрилите се събират, за да образуват диафрагма, в средата на която лежи централната гранула и е възможно това да представлява субединици
рибозоми, транспортирани през порите.
Функции на кариолемата
1) разграничаване;
2) защитна;
3) регулиране на транспорта на вещества, включително рибозоми от ядрото до цито-
плазма и обратно.
Ядрено-цитоплазменото съотношение е отношението на обема на ядрото
клетки до обема на цитоплазмата. Това съотношение показва състоянието
има клетка. Ако това съотношение е равно или по-голямо от 1, това означава, че в клетката
ke голямо ядро и малка цитоплазма. Подобно отношение може да има основа
клетки, малки лимфоцити, стареещи клетки. Такива клетки са функционално неработоспособни.
тивни, но имат способността да делят например стволови клетки. И,
обратно, клетки, в които ядрено-цитоплазменото съотношение е по-малко от 1,
имат голям обем цитоплазма и следователно голямо количество органични
Нел. Те са силно диференцирани и способни да функционират активно.
Митоза
Митозата е непряко делене; кариокинезата е универсален начин за де-
разделение, чрез което ядреният материал се разпределя по равно между
дъщерни клетки.
Фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Профаза. Хромозомите се кондензират в ядрото и стават
видими. Хромозомните нишки, преплитайки се, образуват плътна фигура
заплитане (ранна профаза) или хлабаво заплитане (късна профаза). Нуклеоли
намаляват по размер и изчезват. Ядрената обвивка се разпада на фрагменти
ченгета. Центриолите, удвояващи се в S-периода, се отклоняват към полюсите и между тях
започват да образуват вретено на делене.
Метафаза. Хромозомите лежат свободно в цитоплазмата. Те имат
му фиби, краищата им са обърнати към периферията на клетката, а центромерите на всички
хромозомите са разположени в една и съща екваториална равнина, така че създава-
sya "майка звезда". Между хроматидите се определя разделянето им
слот. Формирането на вретеното на делене е завършено.
Анафаза. Има разделяне на центромерите и разминаване на хроно-
матид към полюсите на клетката с участието на вретеното на делене.
Телофаза. Започва със спирането на разделените хромозоми. При което
има възстановяване на ново ядро и нуклеоли, както и деспирализация
хромозоми на дъщерни клетки, които участват в синтетични процеси.
Настъпва цитотомия.
Амитозата е пряко разделение, което често се среща в патологията и в
стареещи клетки. Първо, разделянето на ядрото става чрез
разтягане, след това в ядрото се получава свиване. След деленето на ядрото,
е цитотомия.
Има: 1) генеративна амитоза, след която дъщерните клетки
способни да споделят митоза; 2) реактивна амитоза, причинена от неадекватна
въздействие върху тялото; 3) дегенеративна амитоза - разделяне, свързано с
процеси на клетъчна дегенерация.
Ендорепродукцията е явление, при което от митотичния цикъл
настъпва митоза. Води до увеличаване на броя на ДНК молекулите, но нови
клетки не се образуват. Ендорепродукцията може да продължи във формата
ендомитоза. Ендомитозата е редупликация на хромозоми. Тяхното разминаване
без разрушаване на ядрената обвивка, образуване на митотичен апарат
и цитотомия. В резултат на това броят на хромозомите се увеличава и
полиплоидни ядра (чернодробни клетки).
Главна информация
Клетъчната теория е фундаменталната теория за общата биология, формулирана по средата 19 век, което дава основа за разбиране на закономерностите на живия свят и за развитието еволюционна доктрина. Матиас Шлейден, Теодор Швани Рудолф Вирховформулиран клетъчна теориявъз основа на много изследвания върху клетка (1838 ).
Основни положения на клетъчната теория
Съвременната клетъчна теория включва следните основни положения:
1. клетка- елементарна единица на живите същества, основна единица на структурата, функционирането, размножаването и развитието на всички живи организми.
2. Клетки на всички едноклетъчнии многоклетъчните организми имат общ произход и са сходни по структура и химичен състав, основните прояви на жизнената дейност и метаболизъм.
3. размножаванеклетки се случва чрез делене. Новите клетки винаги възникват от предишни клетки.
За да се приведе клетъчната теория по-пълно в съответствие с данните на съвременната клетъчна биология, списъкът на нейните разпоредби често се допълва и разширява. В много източници тези допълнителни разпоредби се различават, техният набор е доста произволен.
1. Прокариотните и еукариотните клетки са системи с различни нива на сложност и не са напълно хомоложни една на друга (виж по-долу).
2. В основата на деленето на клетките и размножаването на организмите е копирането на наследствена информация - молекули нуклеинова киселина ("всяка молекула от молекула"). Разпоредбите относно генетичната приемственост се прилагат не само за клеткакато цяло, но и към някои негови по-малки компоненти – към митохондриите, хлоропласти, гении хромозоми.
3. Многоклетъчен организъм е нова система, сложен ансамбъл от много клетки, обединени и интегрирани в система от тъкани и органи, свързани помежду си с помощта на химични фактори, хуморална и нервна (молекулярна регулация).
4. Клетките на многоклетъчните тотипотенти, т.е. те имат генетичните потенции на всички клетки на даден организъм, са еквивалентни по генетична информация, но се различават една от друга по различна експресия (работа) на различни гени, което води до тяхната морфологична и функционално многообразие – до диференциация.
клетъчна структура
Всички клетъчни форми на живот на земята могат да бъдат разделени на две царства въз основа на структурата на техните съставни клетки -- прокариоти(предядрен) и еукариоти(ядрен). Прокариотните клетки са по-прости по структура, очевидно са възникнали в процеса еволюцияпреди. Еукариотни клетки - по-сложни, възникнали по-късно. Клетките, които изграждат човешкото тяло, са еукариотни.
Въпреки разнообразието от форми, организацията на клетките на всички живи организми е подчинена на единни структурни принципи.
Живото съдържание на клетката протопласт-- отделени от околната среда плазмената мембрана, или плазмалема. Вътре клетката е пълна цитоплазма, който съдържа различни органелии клетъчни включвания, както и генетичен материал под формата на молекула ДНК. Всеки от органеликлетката изпълнява своя специална функция и всички заедно определят жизнената дейност на клетката като цяло.
прокариотна клетка
прокариоти (от лат. професионалист-- напред вместо и Гръцкикарион- ядро) - организми, които, за разлика от еукариотите, нямат образувано клетъчно ядро и други вътрешни мембранни органели (с изключение на плоски резервоари при фотосинтезиращи видове, например в цианобактерии). Единствената голяма кръгла (при някои видове - линейна) двойноверижна молекула ДНК, който съдържа основната част от генетичния материал на клетката (т.нар нуклеоид) не образува комплекс с протеини- хистони(така нареченият хроматин). Прокариотите са бактерии, включително цианобактерии(синьо-зелени водорасли) археи, както и постоянни вътреклетъчни симбионтиеукариотни клетки - митохондриитеи пластиди.
еукариотна клетка
еукариоти (еукариоти) (от Гръцки eu - добър, напълно и karyon - ядро) - организми, които за разлика от прокариотите имат клетъчна структура сърцевинаотделени от цитоплазмата от ядрената обвивка. Генетичният материал е затворен в няколко линейни двуверижни ДНК молекули (в зависимост от вида на организмите техният брой на ядро може да варира от две до няколкостотин), прикрепени отвътре към мембраната на клетъчното ядро и формиращи се в обширната мнозинство (освен динофлагелати) комплекс с протеини- хистони, Наречен хроматин. Еукариотните клетки имат система от вътрешни мембрани, които образуват, в допълнение към ядрото, редица други органели (ендоплазмения ретикулум, апарат на Голджии т.н.). В допълнение, огромното мнозинство имат постоянни вътреклетъчни симбионти- прокариоти - митохондриите, а във водораслите и растенията – също пластиди.
апоптоза
апоптозаслужи за премахване (елиминиране) на ненужни клетъчни популации в процеса на ембриогенезата и по време на различни физиологични процеси. Основната морфологична характеристика на апоптозата е кондензацията и фрагментацията на хроматина.
Апоптозата е контролиран процес на самоунищожение на клетките. При некрозав ранните етапи се наблюдава кондензация на хроматин, след това настъпва подуване на клетката с разрушаване на цитоплазмените структури и последващ лизис на ядрото. Морфологични прояви апоптозаса кондензацията на ядрения хетерохроматин и свиването на клетката при запазване на целостта на органелите. Клетката се разпада на апоптотични тела, които са мембранни структури с органели и ядрени частици, затворени вътре, след което апоптотичните тела се фагоцитират и унищожават от околните клетки с помощта на лизозоми.
При апоптозаУвреждането на ДНК, липсата на растежни фактори, ефектите върху рецепторите, метаболитните нарушения водят до активиране на вътрешна саморазрушителна програма. Едновременно с уплътняването на хроматина под въздействието на ендонуклеази започва разграждането на ДНК. Ендонуклеазите разцепват двойната верига на ДНК между нуклеозомите. В резултат на активирането на цитоплазмените протеази настъпва разрушаването на цитоскелета, междуклетъчните контакти, свързването на протеини и разпадането на клетката на апоптотични тела. Бързото разпознаване и фагоцитоза на апоптотичните тела показват наличието на специфични рецептори на тяхната повърхност, които улесняват адхезията и фагоцитозата. Най-важното свойство на апоптозата е запазването на вътреклетъчното съдържание в мембранните структури, което позволява елиминирането на клетката без развитие на възпалителен отговор. Характерни особеностиапоптозата са свързани с естеството на експозицията и клетъчния тип.
Един от важни характеристикиапоптозата е неговата зависимост от генното активиране и протеиновия синтез. Индукция на апоптоза - специфични гени се осигурява от специални стимули, като протеини на топлинен шок и протоонкогени.
Апоптозата е отговорна за:
отстраняване на клетки по време на ембриогенезата;
Хормонално зависима клетъчна инволюция при възрастни, например отхвърляне на ендометриални клетки по време на менструален цикъл, атрезия на фоликулите;
· разрушаване на клетки в пролифериращи клетъчни популации, като епитела на криптите на тънките черва;
Клетъчна смърт в тумори
смърт на автореактивни клонове на Т-лимфоцити;
клетъчна смърт, причинена от цитотоксични Т клетки, като отхвърляне на трансплантант;
клетъчна смърт при някои вирусни заболявания, като вирусен хепатит.
Еднослоен епител
· Еднослоен плосък епител(ендотелиум и мезотелиум). Ендотелът покрива вътрешността на кръвоносните, лимфните съдове, кухините на сърцето. Ендотелните клетки са плоски, бедни на органели и образуват ендотелен слой. Обменната функция е добре развита. Те създават условия за притока на кръв. Когато епителът е счупен, се образуват кръвни съсиреци. Ендотелът се развива от мезенхима. Втората разновидност - мезотелиум - се развива от мезодермата. Очертава всички серозни мембрани. Състои се от плоски клетки с многоъгълна форма, свързани помежду си с назъбени ръбове. Клетките имат едно, рядко две сплескани ядра. Апикалната повърхност има къси микровили. Те имат абсорбционна, отделителна и ограничителна функция. Мезотелиумът осигурява свободно плъзгане на вътрешните органи един спрямо друг. Мезотелиумът отделя мукозен секрет върху повърхността си. Мезотелиумът предотвратява образуването на сраствания на съединителната тъкан. Те се регенерират доста добре чрез митоза.
· Еднослоен кубовиден епителсе развива от ендодерма и мезодерма. На апикалната повърхност има микровили, които увеличават работната повърхност, а в базалната част на цитолемата образува дълбоки гънки, между които са разположени митохондриите в цитоплазмата, така че базалната част на клетките изглежда набраздена. Покрива малките отделителни канали на панкреаса, жлъчните пътища и бъбречните тубули.
· Еднослоен колонен епителнамира се в органите на средната част на храносмилателния канал, храносмилателните жлези, бъбреците, половите жлези и гениталния тракт. В този случай структурата и функцията се определят от неговата локализация. Развива се от ендодермата и мезодермата. Стомашната лигавица е покрита с еднослоен жлезист епител. Той произвежда и отделя мукозен секрет, който се разпространява по повърхността на епитела и предпазва лигавицата от увреждане. Цитолемата на базалната част също има малки гънки. Епителът има висока регенерация.
Бъбречните тубули и чревната лигавица са облицовани с граничен епител. В чревния граничен епител преобладават граничните клетки - ентероцитите. На върха им има множество микровили. В тази зона се извършва париетално храносмилане и интензивно усвояване на хранителни продукти. Слизестите гоблетни клетки произвеждат слуз на повърхността на епитела, а малките ендокринни клетки са разположени между клетките. Те секретират хормони, които осигуряват локална регулация.
· Еднослоен стратифициран ресничест епител. Той покрива дихателните пътища и има ектодермален произход. В него клетки с различна височина и ядра са разположени на различни нива. Клетките са подредени на слоеве. Под базалната мембрана лежи свободна съединителна тъкан с кръвоносни съдове, а в епителния слой преобладават силно диференцирани ресничести клетки. Имат тясна основа и широка горна част. На върха има блестящи реснички. Те са напълно потопени в тиня. Между ресничестите клетки се намират бокалните клетки - това са едноклетъчни лигавични жлези. Те произвеждат мукозен секрет на повърхността на епитела. Има ендокринни клетки. Между тях има къси и дълги интеркаларни клетки, това са стволови клетки, слабо диференцирани, поради тях възниква клетъчна пролиферация. Ресничестите реснички правят осцилаторни движения и преместват лигавицата по дихателните пътища към външната среда.
Стратифициран епител
· Стратифициран плосък некератинизиран епител. Развива се от ектодермата, покрива роговицата, предния храносмилателен канал и аналния храносмилателен канал, вагината. Клетките са подредени в няколко слоя. Върху базалната мембрана лежи слой от базални или цилиндрични клетки. Някои от тях са стволови клетки. Те пролиферират, отделят се от базалната мембрана, превръщат се в многоъгълни клетки с израстъци, шипове и съвкупността от тези клетки образува слой от бодливи клетки, разположени на няколко етажа. Те постепенно се сплескват и образуват повърхностен слой от плоски, които се отхвърлят от повърхността във външната среда.
· Стратифициран плоскоклетъчен кератинизиран епител- епидермис, очертава кожата. При дебела кожа (палмарни повърхности), която е постоянно подложена на стрес, епидермисът съдържа 5 слоя:
1 - базален слой - съдържа стволови клетки, диференцирани цилиндрични и пигментни клетки (пигментоцити).
2 - бодлив слой - клетки с многоъгълна форма, те съдържат тонофибрили.
3 - гранулиран слой - клетките придобиват ромбовидна форма, тонофибрилите се разпадат и вътре в тези клетки се образува кератохиалинов протеин под формата на зърна, това започва процеса на кератинизация.
· 4 - блестящ слой - тесен слой, в който клетките стават плоски, постепенно губят вътреклетъчната си структура и кератохиалинът се превръща в елейдин.
5 - рогов слой - съдържа рогови люспи, които са загубили напълно клетъчната си структура, съдържат протеина кератин. При механичен стрес и при влошаване на кръвоснабдяването процесът на кератинизация се засилва.
При тънка кожа, която не е стресирана, няма гранулирани и лъскави слоеве.
· Стратифициран кубовиден и колонен епителса изключително редки - в областта на конюнктивата на окото и областта на прехода на ректума между еднослоен и многослоен епител.
· преходен епител(уроепител) линии пикочните пътищаи алантоис. Съдържа основен слой клетки, като част от клетките постепенно се отделят от базалната мембрана и образуват междинен слой от крушовидни клетки. На повърхността има слой от покривни клетки - големи клетки, понякога двуредни, покрити със слуз. Дебелината на този епител варира в зависимост от степента на разтягане на стената на пикочните органи. Епителът е в състояние да отделя тайна, която предпазва клетките му от въздействието на урината.
жлезист епител
жлезист епителпредставени от специални епителни клетки - гландулоцити,осигуряване на сложна секреционна функция, включваща четири фази: абсорбцияоригинални продукти, синтез и натрупванетайна, селекциятайно - екструдиране и накрая, възстановяванеструктури на жлезисти клетки. Тези фази протичат в гландулоцитите циклично, под формата на така наречения секреторен цикъл.
Екструзията или секрецията в жлезистите клетки от различни видове се случва по различен начин. Има три вида секреция - мерокрин (екрин), апокрин и холокрин.При мерокринния тип секреция клетките напълно запазват своята структура и обем. При апокринния тип секреция жлезистите клетки са частично унищожени, т.е. или апикалната част на жлезистата клетка (макроапокринен секрет), или върховете на микровилите (микроапокринен секрет) се отделят заедно със секрета. Холокринният тип секреция води до пълно разрушаване на жлезистите клетки (таблица 2).
Жлезистият епител, произвеждащ слуз, може да бъде представен с единичен жлезисти клетки или жлезни полета.Пример за последното е жлезистият епител на стомашната лигавица. Всичките му клетки са жлезисти. Чрез производството на слуз те предпазват стените на органа от храносмилателното действие на стомашния сок.
Откриване и проучване клеткистана възможно благодарение на изобретяването на микроскопа и усъвършенстването на методите за микроскопско изследване.
През 1665 г. англичанинът Робърт Хук пръв наблюдава разделянето на тъканта от кората на корковия дъб на клетки (клетки) с помощта на увеличителни лещи. Въпреки че се оказа, че той не е открил клетки (според собствената си концепция за термина), а само външни обвивки растителни клетки. По-късно светът на едноклетъчните организми е открит от А. Льовенхук. Той пръв видя животински клетки (еритроцити). По-късно Ф. Фонтана описва животински клетки, но тези изследвания по това време не доведоха до концепцията за универсалността на клетъчната структура, тъй като нямаше ясни идеи за това какво представлява клетката.
Р. Хук вярва, че клетките са кухини или пори между растителни влакна. По-късно М. Малпиги, Н. Гру и Ф. Фонтана, наблюдавайки растителни обекти под микроскоп, потвърждават данните на Р. Хук, наричайки клетките „мехурчета“. А. Левенгук има значителен принос в развитието на микроскопските изследвания на растителни и животински организми. Данните от своите наблюдения той публикува в книгата "Тайните на природата".
Илюстрациите към тази книга ясно демонстрират клетъчните структури на растителните и животинските организми. Въпреки това, A. Leeuwenhoek не представя описаните морфологични структури като клетъчни образувания. Изследванията му бяха случайни, а не систематизирани. Г. Линк, Г. Травенариус и К. Рудолф в началото на 19-ти век показват чрез своите изследвания, че клетките не са празнини, а независими образувания, ограничени от стени. Установено е, че клетките имат съдържание, което нарекох протоплазма Пуркине. Р. Браун описва ядрото като постоянна част от клетките.
Т. Шван анализира литературните данни за клетъчната структура на растенията и животните, като ги сравнява със собствените си изследвания и публикува резултатите в своя труд. В него Т. Шван показа, че клетките са елементарни живи структурни единици на растителни и животински организми. Те имат общ устройствен план и са оформени по един начин. Тези тези станаха основата на клетъчната теория.
Изследователи дълго времеангажиран с натрупването на наблюдения върху структурата на едноклетъчни и многоклетъчни организми, преди да формулира разпоредбите на КТ. През този период различните оптични методи за изследване бяха по-развити и подобрени.
Клетките са разделени на ядрени (еукариотни) и безядрени (прокариотни).Животните са изградени от еукариотни клетки. Само червените кръвни клетки (еритроцитите) на бозайниците нямат ядра. Те ги губят в хода на своето развитие.
Определението за клетка се променя в зависимост от познаването на тяхната структура и функция.
Определение 1
По съвременни данни, клетка - това е структурно подредена система от биополимери, ограничени от активната обвивка, които образуват ядрото и цитоплазмата, участват в единен набор от метаболитни процеси и осигуряват поддържането и възпроизводството на системата като цяло.
клетъчна теория е обобщена представа за структурата на клетката като единица на живота, за размножаването на клетките и тяхната роля в образуването на многоклетъчни организми.
Напредъкът в изучаването на клетките е свързан с развитието на микроскопията през 19-ти век. По това време идеята за структурата на клетката се промени: не клетъчната мембрана беше взета за основа на клетката, а нейното съдържание - протоплазма. В същото време ядрото е открито като постоянен елемент на клетката.
Информацията за фината структура и развитието на тъканите и клетките направи възможно обобщаването. Такова обобщение е направено през 1839 г. от немския биолог Т. Шван под формата на формулираната от него клетъчна теория. Той твърди, че клетките на животните и растенията са фундаментално сходни. Германският патолог Р. Вирхов развива и обобщава тези идеи. Той изложи важна позиция, която беше, че клетките възникват само от клетки чрез възпроизвеждане.
Основни положения на клетъчната теория
Т. Шванпрез 1839 г. в работата си „Микроскопични изследвания върху съответствието в структурата и растежа на животните и растенията“ той формулира основните положения на клетъчната теория (по-късно те бяха усъвършенствани и допълвани повече от веднъж.
Клетъчната теория съдържа следните положения:
- клетка - основната елементарна единица на структурата, развитието и функционирането на всички живи организми, най-малката единица на живота;
- клетките на всички организми са хомоложни (подобни) (хомоложни) по своята химическа структура, основните прояви на жизнените процеси и метаболизма;
- клетките се размножават чрез делене - образува се нова клетка в резултат на деленето на първоначалната (майчината) клетка;
- в сложните многоклетъчни организми клетките се специализират във функциите, които изпълняват и образуват тъкани; Органите са изградени от тъкани, тясно свързани помежду си чрез междуклетъчни, хуморални и нервни форми на регулация.
Интензивното развитие на цитологията през $XIX$ и $XX$ век потвърди основните положения на CT и го обогати с нови данни за структурата и функциите на клетката. През този период бяха отхвърлени някои неправилни тези на клетъчната теория на Т. Шван, а именно, че една клетка на многоклетъчен организъм може да функционира независимо, че многоклетъчният организъм е просто съвкупност от клетки и развитието на клетката се извършва от неклетъчна “бластема”.
В съвременната си форма клетъчната теория включва следните основни положения:
- Клетката е най-малката единица от живо същество, която притежава всички свойства, които отговарят на определението за "жива". Това са метаболизъм и енергия, движение, растеж, раздразнителност, адаптация, променливост, възпроизводство, стареене и смърт.
- Клетките на различни организми имат общ структурен план, който се дължи на сходството на общите функции, насочени към поддържане на живота на самите клетки и тяхното възпроизводство. Разнообразието от клетъчни форми е резултат от спецификата на техните функции.
- Клетките се размножават в резултат на деленето на оригиналната клетка с предишното възпроизвеждане на нейния генетичен материал.
- Клетките са част от цялостен организъм, тяхното развитие, структурни особености и функции зависят от целия организъм, което е следствие от взаимодействието във функционалните системи на тъкани, органи, апарати и системи от органи.
Забележка 1
Клетъчната теория, която съответства на съвременното ниво на познания в биологията, в много отношения коренно се различава от идеите за клетката не само в началото на 19 век, когато Т. Шван я формулира за първи път, но дори в средата на 20 век. В наше време това е система от научни възгледи, която е приела формата на теории, закони и принципи.
Основните разпоредби на КТ са запазили своето значение и до днес, въпреки че повече от 150 години е получена нова информация за структурата, жизнената активност и развитието на клетките.
Значение на клетъчната теория
Значението на клетъчната теория в развитието на науката се състои в това, че благодарение на нея стана ясно, че клетката е най-важният компонент на всички организми, техният основен "строителен" компонент. Тъй като развитието на всеки организъм започва с една клетка (зигота), клетката е и ембрионалната основа на многоклетъчните организми.
Създаването на клетъчната теория се превърна в едно от решаващите доказателства за единството на цялата жива природа, най-важното събитие в биологичната наука.
Клетъчната теория допринесе за развитието на ембриологията, хистологията и физиологията. Тя осигури основата на материалистичната концепция за живота, за обяснение на еволюционната взаимовръзка на организмите, за концепцията за същността на онтогенезата.
Основните разпоредби на CT са все още актуални днес, въпреки че за период от повече от 100 години естествените учени са получили нова информация за структурата, развитието и живота на клетката.
Клетката е в основата на всички процеси в тялото: както биохимични, така и физиологични, тъй като всички тези процеси се случват на клетъчно ниво. Благодарение на клетъчната теория стана възможно да се стигне до извода за сходството на химичния състав на всички клетки и отново да се убеди в единството на целия органичен свят.
Клетъчната теория е едно от най-важните биологични обобщения, според което всички организми имат клетъчна структура.
Забележка 2
Клетъчната теория, заедно със закона за преобразуването на енергията и еволюционната теория на Чарлз Дарвин, е една от трите най-големите откритияестествени науки от 19-ти век.
Клетъчната теория оказа драстично влияние върху развитието на биологията. Тя доказа единството на живата природа и показа структурната единица на това единство, която е клетката.
Създаването на клетъчната теория се превърна в голямо събитие в биологията, едно от решаващите доказателства за единството на цялата жива природа. Клетъчната теория има значително и решаващо влияние върху развитието на биологията, като служи като основна основа за развитието на такива дисциплини като ембриология, хистология и физиология. Тя даде основа за обяснение на свързаните взаимоотношения на организмите, за концепцията за механизма на индивидуалното развитие.
Клетъчната теория е може би най-важното обобщение на съвременната биология и е система от принципи и разпоредби. Това е научната основа за много биологични дисциплини, които изучават структурата и живота на живите същества. Клетъчната теория разкрива механизмите на растеж, развитие и размножаване на организмите.
