
- •Часть VI. Биологические концепции
- •15. Особенности биологического уровня
- •15.1. Отличие живой природы от неживой
- •15.2. Структурные уровни организации живой природы.
- •15.3. Клеточное строение
- •15.4. Метаболизм. Ферменты. Фотосинтез.
- •16. Принципы эволюции, воспроизводства
- •16.1. Эволюционное учение. Концепция коэволюции
- •16.2. Генетика и эволюция.
- •16.3. Возникновение жизни на Земле.
- •16.4. Экосистемы. Многообразие живых организмов –
- •Часть I. Наука как часть культуры.
- •Часть II. Пространство и время. Эволюция
- •Часть III. Развитие физических концепций.
- •Часть IV. Развитие физических концепций.
- •Часть V. Химические системы……………………... 183
- •Часть VI. Биологические концепции…………. 212
- •Евтюхов Константин Николаевич
15.3. Клеточное строение
Единство живой природы проявляется в структурном сходстве всех земных организмов (за исключением вирусов) – их клеточном строении.
Наука о клетках – цитология. Впервые клетки во второй половине 17-го века наблюдали Р. Гук (англ.) и М. Мальпиги (итал.), одноклеточные организмы – А. ван Левенгук (голл.), но создателями учения о клетках считаются Т. Шванн и М. Шлейден (нем., 30-е годы 19-го века).
Форма и размеры клеток могут сильно отличаться. Клетки растений и, например, эпителиальные клетки или клетки крови у животных имеют компактную форму, мышечные клетки – удлиненные, веретенообразные, нервные клетки имеют звездчатую или грушевидную форму с длинными ветвящимися отростками – аксонами. Некоторые одноклеточные бактерии имеют размеры 0.1-0.25 мкм. Типичный размер клеток – несколько десятков микрометров, например, размер лимфоцитов человека примерно 10 мкм. Нервные клетки с аксонами вытягиваются до одного метра, а яйцо страуса (это – одна клетка) имеет размер ~15 см.
Клетка ограничена клеточной (плазматической) мембраной, у растений имеющей жесткий целлюлозный наружный слой. Мембрана имеет малую толщину, но сложное строение. Она селективно, то есть выборочно, пропускает внутрь клетки и наружу необходимые вещества. За счет проникновения сквозь мембрану заряженных ионов между ее наружной и внутренней поверхностями возникает разность потенциалов той или иной полярности. Наружная поверхность нервных клеток обычно заряжена положительно, но за счет втягивания внутрь клетки положительных ионов Na+ на отдельных участках внешняя поверхность заряжается отрицательно. Эта область может со скоростью до 100 м/с перемещаться вдоль аксонов нервных клеток и переходить с одной нервной клетки на другую. Такое перемещение заряженного участка вдоль нерва называют нервным импульсом. Передача и трансформация нервных импульсов - основа нервной деятельности живых организмов.
Внутри мембраны находится полужидкая цитоплазма, в состав которой входит ряд органоидов клетки. У эукариотов в цитоплазму погружено ядро.
К числу органоидов клетки относятся лизосомы (расщепляют сложные полимерные молекулы до простых, усваиваемых клетками), рибосомы (осуществляют синтез белков, необходимых организму), митохондрии (энергетические станции) и ряд других структур. В клетках растений имеются пластиды, в том числе – хлоропласты, где происходит фотосинтез.
В клеточных ядрах находятся длинные нитевидные хромосомы, содержащие молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) – хранители наследственной информации. Как правило, число хромосом – четное. Например, у человека 46 хромосом.
У одноклеточных организмов единственная клетка выполняет все жизненные функции, у многоклеточных организмов клетки специализированы, то есть выполняют различные функции.
Важнейший принцип цитологии: новые клетки возникают только в результате деления предшествующих. Сейчас большое внимание привлекают так называемые стволовые клетки, которые на ранней стадии своего существования не специализированы, но могут развиться в клетки требуемого типа.