Способы питания клетки

А теперь давайте рассмотрим способы питания клеток:

Способ питания клетки

Здесь следовало бы отметить, что белки и полисахариды имеют свойство проникать в клетку, путем фагоцитоза, а вот капли жидкости – методом пиноцитоза.

Способ питания животных клеток, при котором в нее попадают питательные вещества, называют фагоцитозом. А такой универсальный способ питания любых клеток, при котором питательные вещества попадают в клетку уже в растверенном виде, называют пиноцитоз.

История клеточной теории

Науку, которая занимается изучением клетки, называют цитологией. Цитология знакомит нас со строением клетки и ее функциями, а также их связями и отношениями в тканях и органах организмов.

Такая наука, как цитология тесно связана со многими другими биологическими дисциплинами. К таким дисциплинам относятся: гистология, анатомия, физиология, микробиология и многие др.

Впервые изучением клеточного строения организмов начали заниматься еще в семнадцатом веке такие ученые биологи, как Р. Гук, М. Мальпиги, А. Левенгук. А уже в девятнадцатом века была создана единая клеточная теория об органическом мире. С помощью прогресса и развития новых технологий, такая наука, как цитология продолжила свое стремительное развитие.

Понятие «ткани» и их виды

Организм человека — сложная целостная саморегулирующаяся и самовозобновляющаяся система, состоящая из огромного количества клеток. На уровне клеток происходят все важнейшие процессы; обмен веществ, рост, развитие и размножение. Клетки и неклеточные структуры объединяются в ткани, органы, системы органов и целостный организм.  Ткани — это совокупность клеток и неклеточных структур (неклеточных веществ), сходных по происхождению, строению и выполняемым функциям. Выделяют четыре основные группы тканей: эпителиальные, мышечные, соединительные и нервную. Рисунок 1.   Рис. 1. Группы тканей. На видео 1 Вы можете просмотреть ткани человека

ЭПИТЕЛИАЛЬНАЯ ТКАНЬ

Эпителиальные ткани являются пограничными, так как покрывают организм снаружи и выстилают изнутри полые органы и стенки полостей тела. Особый вид эпителиальной ткани —железистый эпителий — образует большинство желез (щитовидную, потовые, печень и др.), клетки которых вырабатывают тот или иной секрет (рисунок 2) . Эпителиальные ткани имеют следующие особенности: их клетки тесно прилегают друг к другу, образуя пласт, межклеточного вещества очень мало; клетки обладают способностью к восстановлению (регенерации).  Эпителиальные клетки по форме могут быть плоскими, цилиндрическими, кубическими. По количеству пластов эпителии бывают однослойные и многослойные (рисунок 3). Примеры эпителиев: однослойный плоский выстилает грудную и брюшную полости тела; многослойный плоский образует наружный слой кожи (эпидермис); однослойный цилиндрический выстилает большую часть кишечного тракта; многослойный цилиндрический — полость верхних дыхательных путей); однослойный кубический образует канальцы нефронов почек. Функции эпителиальных тканей; защитная, секреторная, всасывания.    Рис. 2. Железистая эпителиальная ткань Рис. 3. Разновидность пластов эпителий МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ Мышечные ткани обусловливают все виды двигательных процессов внутри организма, а также перемещение организма и его частей в пространстве. Это обеспечивается за счет особых свойств мышечных клеток — возбудимости и сократимости. Во всех клетках мышечных тканей содержатся тончайшие сократительные волоконца — миофибриллы, образованные линейными молекулами белков — актином и миозином. При скольжении их относительно друг друга происходит изменение длины мышечных клеток.  Различают три вида мышечной ткани: поперечнополосатую, гладкую и сердечную. Поперечнополосатая (скелетная) мышечная ткань построена из множества многоядерных волокноподобных клеток длиной 1—12 см, просмотреть ее вы можете на рисунке 4. Наличие миофибрилл со светлыми и темными участками, по-разному преломляющих свет (при рассмотрении их под микроскопом), придает клетке характерную поперечную исчерченность, что и определило название этого вида ткани. Из нее построены все скелетные мышцы, мышцы языка, стенок ротовой полости, глотки, гортани, верхней части пищевода, мимические, диафрагма. Особенности поперечнополосатой мышечной ткани: быстрота и произвольность (т. е. зависимость сокращении от воли, желания человека), потребление большого количества энергии и кислорода, быстрая утомляемость.    Рис. 4. Мышечная ткань. Сердечная ткань состоит из поперечно исчерченных одноядерных мышечных клеток, но обладает иными свойствами. Клетки расположены не параллельным пучком, как скелетные, а ветвятся, образуя единую сеть. Благодаря множеству клеточных контактов поступающий нервный импульс передается от одной клетки к другой, обеспечивая одновременное сокращение, а затем расслабление сердечной мышцы, что позволяет ей выполнять насосную функцию.  Клетки гладкой мышечной ткани не имеют поперечной ис-черченности, они веретеновидные, одноядерные, их длина около 0,1 мм. Этот вид ткани участвует в образовании стенок трубко-образных внутренних органов и сосудов (пищеварительного тракта, матки, мочевого пузыря, кровеносных и лимфатических сосудов). Особенности гладкой мышечной ткани: непроизвольность и небольшая сила сокращений, способность к длительному тоническому сокращению, меньшая утомляемость, небольшая потребность в энергии и кислороде.  СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ Соединительные ткани (ткани внутренней среды) объединяют группы тканей мезодермального происхождения, очень различных по строению и выполняемым функциям. Виды соединительной ткани: костная, хрящевая, подкожная жировая клетчатка, связки, сухожилия, кровь, лимфа и др. (рисунки 5 и 6). Общей характерной чертой строения этих тканей является рыхлое расположение клеток, отделенных друг от друга хорошо выраженным межклеточным веществом, которое образовано различными волокнами белковой природы (коллагеновыми, эластическими) и основным аморфным веществом.    Рис.5. Соединительная ткань (Костная и Хрящевая)   Рис. 6. Соединительная ткань (Волокнистая и Жировая) У каждого вида соединительной ткани особое строение межклеточного вещества, а следовательно, и разные обусловленные им функции. Например, в межклеточном веществе костной ткани располагаются кристаллы солей (преимущественно соли кальция), которые и придают костной ткани особую прочность. Поэтому костная ткань выполняет защитную и опорную функции.  Кровь— разновидность соединительной ткани, у которой межклеточное вещество жидкое (плазма), благодаря чему одной из основных функций крови является транспортная (переносит газы, питательные вещества, гормоны, конечные продукты жизнедеятельности клеток и др.).  Межклеточное вещество рыхлой волокнистой соединительной ткани, находящейся в прослойках между органами, а также соединяющей кожу с мышцами, состоит из аморфного вещества и свободно расположенных в разных направлениях эластических волокон. Благодаря такому строению межклеточного вещества кожа подвижна. Эта ткань выполняет опорную, защитную и питательную функции.  Ребята, посмотрите видео «Микроскопическое строение эпителиальной и соединительной клетки. Что Вы можете сказать о просмотренном?

  НЕРВНАЯ ТКАНЬ Нервная ткань, из которой построены головной и спинной мозг, нервные узлы и сплетения, периферические нервы, выполняет функции восприятия, переработки, хранения и передачи ин-  формации, поступающей как из окружающей среды, так и от органов самого организма. Деятельность нервной системы обеспечивает реакции организма на различные раздражители, регуляцию и координацию работы всех его органов.  Основными свойствами нервных клеток — нейронов, образующих нервную ткань, являются возбудимость и проводимость. Возбудимость — это способность нервной ткани в ответ на раздражение приходить в состояние возбуждения, а проводимость — способность передавать возбуждение в форме нервного импульса другой клетке (нервной, мышечной, железистой). Благодаря этим свойствам нервной ткани осуществляется восприятие, проведение и формирование ответной реакции организма на действие внешних и внутренних раздражителей.  Нервная клетка, или нейрон, состоит из тела и отростков двух видов (рис. 7). Тело нейрона представлено ядром и окружающей его областью цитоплазмы. Это метаболический центр нервной клетки; при его разрушении она погибает. Тела нейронов располагаются преимущественно в головном и спинном мозге, т. е. в центральной нервной системе (ЦНС), где их скопления образуют серое вещество мозга. Скопления тел нервных клеток за пределами ЦНС формируют нервные узлы, или ганглии.    Рис. 7. Нервная ткань Короткие, древовидно ветвящиеся отростки, отходящие от тела нейрона, называются дендритами. Они выполняют функции восприятия раздражения и передачи возбуждения в тело нейрона.  На видео вам представлена нервная клетка

Выводы урока

• 1. Эпителиальная ткань. Клетки располагаются плотно друг к другу, межклеточное вещество не развито. Они выполняют роль барьера, защиты и секреторные функции. Соответственно встречаются в организме: это поверхность кожи, слизистая оболочка внутренних органов, слюнные железы, потовые.

• 2. Соединительная ткань.Клетки располагаются относительно далеко друг от друга, свойства ткани зависит от межклеточного вещества. Если межклеточное вещество жидкое — это кровь, если рыхло-волокнистое — кожа, твердое — кость. Соответственно функции — опора, защита, транспорт веществ.

• 3. Мышечная ткань. В основе ее — мышечное волокно. Клетки могут быть веретеновидные с одним ядром, это гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, пищевод, кровеносные сосуды, кишечник). — Поперечно − полосатые, многоядерные образуют мышцы тела. О них будем говорить еще при изучении мышц телачеловека. — Сердечная поперечно-полосатая ткань.

Контролирующий блок

Ниже приведены рисунки, подумай какая это ткань?   Рис.8.   Рис. 9   Рис. 10.   Рис. 11  

Рефлекторная регуляция

Рефлекс (лат. reflexus повернутый назад, отраженный) - это ответная реакция организма на внешнее или внутреннее раздражение с участием нервной системы, обеспечивающая возникновение, изменение или прекращение функциональной активности органов, тканей или целостного организма, осуществляемая при участии центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов организма. Просмотрите видео Рефлекторная регуляция

Путь рефлекса в организме - это цепочка последовательно связанных между собой нейронов, передающих раздражение от рецептора в спинной или головной мозг, а оттуда - к рабочему органу (мышце, железе). Это называется рефлекторной дугой. (Рисунок 1) Рис. 1. Рефлекторная дуга Каждый нейрон в рефлекторной дуге выполняет свою функцию. Среди нейронов можно выделить три вида: воспринимающий раздражение - чувствительный (афферентный) нейрон, передающий раздражение на рабочий орган - двигательный (эфферентный) нейрон, соединяющий между собой чувствительный и двигательный нейроны - вставочный (ассоциативный нейрон). При этом возбуждение всегда проводится в одном направлении: от чувствительного к двигательному нейрону. Рефлекс является элементарной единицей нервного действия. В естественных условиях рефлексы осуществляются не изолированно, а объединяются (интегрируются) в сложные рефлекторные акты, имеющие определенную биологическую направленность. Биологическое значение рефлекторных механизмов заключается в регуляции работы органов и координации их функционального взаимодействия с целью обеспечения постоянства внутренней среды организма, сохранение его целостности и возможности приспособления к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Рефлексы объединяют в различные группы в зависимости от ведущего признака, взятого в основу их деления. Довольно распространена характеристика рефлексов по отдельным звеньям рефлекторной дуги. По локализации рецепторов рефлексы делятся на экстеро-, интеро- и проприоцептивные, по расположению центрального звена — на спинальные, бульбарные, мезэнцефалические, мозжечковые, диэнцефалические, корковые; по локализации эфферентной части — на соматические и вегетативные; по вызываемой реакции — на глотательный, мигательный, кашлевой и т.д. По классификации И.И. Павлова, все рефлексы делят на врожденные, или безусловные (они являются видовыми и относительно постоянными), и индивидуально приобретенные, или условные рефлексы (носят изменчивый и временный характер и вырабатываются в процессе взаимодействия организма с окружающей средой).  Безусловные рефлексы подразделяются на простые (пищевые, оборонительные, половые, висцеральные, сухожильные) и сложные рефлексы (инстинкты, эмоции). Некоторые исследователи к безусловным рефлексам относят и ориентировочные (ориентировочно-исследовательские) рефлексы. Инстинктивная деятельность животных (инстинкты) включает несколько этапов поведения животного, причем отдельные этапы его выполнения последовательно связаны друг с другом по типу цепного рефлекса. На основании положения И.П. Павлова о нервном центре как о морфофункциональной совокупности нервных образований, расположенных в различных отделах ц.н.с., разработана концепция структурно-функциональной архитектуры безусловного рефлекса. Центральная часть дуги Б.р. проходит не через какую-либо одну часть ц.н.с., а является многоэтажной и многоветвистой. Каждая ветвь проходит через какой-либо важный отдел нервной системы: спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, кору головного мозга. Высшая ветвь, в виде кортикального представительства того или иного безусловного рефлекса, служит базой для образования условных рефлексов. Совокупность безусловных рефлексов составляет так называемую низшую нервную деятельность животных. Эволюционно более примитивным видам животных свойственны простые безусловные рефлексы и инстинкты, например, у животных, у которых роль приобретенных, индивидуально вырабатываемых реакций еще относительно мала и преобладают врожденные, хотя и сложные формы поведения, наблюдается доминирование сухожильных и лабиринтных рефлексов. С усложнением структурной организации ц.н.с. и прогрессивным развитием коры головного мозга значительную роль приобретают сложные безусловные рефлексы и, в частности, эмоции Рис. 2. Часть рефлекторной дуги какого-либо рефлекса всегда располагается в определенном участке центральной нервной системы и состоит из вставочных и исполнительных нейронов. Это и есть нервный центр данного рефлекса. Иными словами, нервный центр — это объединение нейронов, предназначенное для участия в выполнении какого-то определенного рефлекторного акта. Рис. 3. И.П. Павлов

Условные рефлексы

Условные рефлексы — реакции организма (рефлексы), вырабатываемые при определенных условиях в течение жизни человека или животного на базе врожденных безусловных рефлексов. В отличие от безусловных рефлексов, условные рефлексы обладают способностью к быстрому образованию (когда это необходимо организму в данной ситуации) и к такому же быстрому угасанию (когда в них исчезает необходимость). Рис. 4 Условные рефлексы Видео Условные рефлексы

Условно-рефлекторное возбуждение возникает, когда какой-либо индифферентный раздражитель (лат. indifferens  — безразличный) подкрепляется безусловным. Благодаря временным связям различной сложности ранее индифферентные раздражители, предшествующие той или иной деятельности, становятся сигналом (условием) этой деятельности. Приобретая сигнальное значение, условный раздражитель приводит к возникновению в ц.н.с. возбуждения, опережающего активность структур мозга, обеспечивающих формирование будущего поведения. Такое опережающее возбуждение не только обеспечивает биологически целесообразное приспособление организма к окружающей среде, но и лежит в основе активного воздействия на эту среду. Таким образом, условный рефлекс — один из основных видов приспособительной деятельности организма, осуществляемой высшими отделами ц.н.с. путем образования временных связей между сигнальным раздражением и безусловной (врожденной) реакцией организма. В основе классификации условных рефлексов могут лежать характер ответной реакции (двигательные, секреторные и др.); способ образования (У.р. первого, второго и других порядков, ассоциативные, имитационные и т.д.), биологическое значение (пищевые, оборонительные, ориентировочно-исследовательские и др.). Совокупность безусловных рефлексов составляет высшую нервную деятельность.

Видео Нервная система

Выводы урока

• Рефлексом называется ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы.

• Простая рефлекторная дуга из двух нейронов – чувствительного и двигательного.

• Сложная рефлекторная дуга кроме чувствительного и двигательного содержит вставочные нейроны.

• Рефлекторная дуга – путь по которому проходит нервный импульс при рефлексе. В рефлекторной дуге различают 5 элементов: 1 – рецепторы, 2 – чувствительный нейрон, 3 – нервный центр, 4 – двигательный нейрон, 5 – исполнительный орган.

• Безусловные рефлексы – врожденные рефлексы.

• Условные рефлексы – приобретенные рефлексы.

• Обратные связи – нейроны, передающие информацию от исполнительного органа в ЦНС.

Опорно-двигательная система

Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами (активная часть и пассивная часть) Рисунок 1.    Рис. 1. Схема опорно-двигательной системы На рисунках 2 и 3 Вы можете просмотреть функции активной и пассивной частей.   Рис. 2. Функции активной части   Рис. 3. Функции пассивной части Скелет человека составляет основу тела, определяет его размеры и форму и совместно с мышцами образует полости, в которых располагаются внутренние органы. Скелет состоит примерно из 200 костей. Кости выполняют функцию рычагов, приводимых а движение мышцами, и защищают органы от травм. Кости участвуют в обмене фосфора и кальция.

Просмотрите видео 1. Скелет человека

Скелет человека включает шесть отделов, которые представлены на рисунке 4:  • череп,  • позвоночник (осевой скелет),  • пояс верхних конечностей,  • пояс нижних конечностей,  • верхние конечности,  • нижние конечности.   Рис. 4. Отделы скелета На видео 2 мы с Вами просмотрим строение скелета

Состав, строение и рост костей

В состав костной ткани входят неорганические и органические вещества. Эластичность кости придает органическое вещество коллаген, а твердость - минеральные соли. Снаружи кости покрыты надкостницей, обеспечивающей питание и рост костей в толщину. Компактное вещество кости образовано микроскопическими ячейками и канальцами, по которым из надкостницы в кость проникают многочисленные кровеносные сосуды и нервы.  Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости. Трубчатые кости (плечевая, бедренная) имеют вид трубки с полостью, заполненной желтым костным мозгом. Концы этих костей утолщены и заполнены губчатой тканью, содержащей красный костный мозг. Трубчатые кости способны выдерживать большие нагрузки. Плоские кости (лопатки, ребра, тазовые, черепные) состоят из двух пластинок плотного вещества и тонкой прослойки губчатого вещества между ними.

Соединения костей

Подвижное соединение костей обеспечивается суставами, которые образованы впадиной на конце одной из сочленяющихся костей и головкой на конце другой (Рисунок 5). Суставы укреплены внутрисуставными связками, а суставные поверхности покрыты хрящом и заключены в суставную сумку. Синовиальная жидкость, находящаяся внутри сустава, играет роль смазки, уменьшающей трение.  Полуподвижное соединение обеспечивается хрящевыми прослойками между костями. Например, между позвонками находятся хрящевые диски. Ребра с грудиной соединяются тоже посредством хряща. Эти соединения обеспечивают относительную подвижность.  Неподвижные соединения образуются благодаря срастанию костей и образованию костных швов (кости черепа) рисунок 5.   Рис.5. Соединение костей черепа. Скелетчеловека имеет ряд отличий от скелета млекопитающих Отличие 1. Преобладает мозговой отдел, менее развиты челюсти (Рисунок 6)   Модель человеческого черепа увидим на видео 3

Рис. 6. Отличие 1.

Отличие 2. Скелет туловища (Рисунок 7)   Рис. 7. Отличие 2. Отличие 3. Позвоночник (Рисунок 8) Рис. 8. Отличие 3. Отличие 4. Грудная клетка (Рисунок 9)   Рис. 9. Отличие 4 В строении скелета позвоночных животных и человека много общего - они построены по единому плану.   Рис. 10. Сравнение скелета человека и млекопитающего.

Выводы урока

• Особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением

• Позвоночник имеет изгибы

• Массивные кости нижних конечностей толще и прочнее костей рук

• Грудная клетка расширена в стороны

• Тазовый пояс широкий, имеет вид чаши Стопа сводчатая