
Основные термины и понятия:
клетки бактерий, клетки грибов, клетки растений, клетки животных, прокариотические клетки, эукариотические клетки.
Кле́тка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов - неклеточная форма жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию
Цитология-наука изучающая строение и жизнедеятельность клеток.
История изучения клетки:
Год |
Ученый |
Открытие: |
1590 |
Ханс Янсен |
Прототип первого микроскопа из линз |
1609 |
Галилео Галилей |
Составной микроскоп с вогнутыми линзами |
1619 |
Кристиан Гюйгенс |
Микроскоп с 2-мя выгнутыми линзами |
1665 |
Роберт Гук |
Усовершенствовал микроскоп и установил клеточное строение тканей, ввел термин «клетка»=Cell. |
1674 |
Антоний ван Левенгук |
основоположник научной микроскопии. Изготовив линзы с 150-300-кратным увеличением, впервые наблюдал и зарисовал (публикации с 1673) ряд простейших, сперматозоиды, бактерии, эритроциты и их движение в капиллярах. |
1675 |
М.Мальпиги |
основателей микроскопической анатомии. Открыл капиллярное кровообращение. Описал микроскопическое строение ряда тканей и органов растений, животных и человека. |
1682 |
Н.Грю |
подтвердили клеточное строение растений. О клетке стали говорить как о «пузырьке, наполненном питательным соком». |
начало XVIII |
|
под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных |
1802-1808 |
Ш.Ф.Мирбель |
установил, что все растения состоят из тканей, образованных клетками |
1809 |
Ж.Б.Ламарк |
Животные организмы имеют клеточное строение |
1825 |
Я.Пуркине |
Открыл ядро яйцеклетки птиц, а в 1839 году ввел термин «протоплазма» |
1826 |
К.Бэр |
открыл яйцеклетку млекопитающих. В последующие годы описал стадию бластулы; изучил эмбриогенез цыпленка. Установил сходство эмбрионов высших и низших животных, последовательное появление в эмбриогенезе признаков типа, класса, отряда и т. д.; описал развитие всех основных органов позвоночных |
1831 |
Р.Броун |
описал ядро растительной клетки, а в 1833 году установил, что ядро является обязательным органоидом клетки растения |
1839 |
Т.Шванн и М.Шлейден |
Открыли ядрышко. Сформулировали первую клеточную теорию строения организмов, «клетки растений и животных принципиально сходны между собой» |
1858 |
Р.Вирхов |
Клетки образуються из предшествующих материнских |
1874 |
Д.Чистяков |
Открыли деление клетки – митоз, у растений |
1875 |
Э.Страстбургер |
|
1878 |
В.Флеминг, П. Перемежко |
Митоз у животных |
1882 |
В.Флеминг |
Открыл мейоз у животных клеток |
1888 |
Э.Страсбургер |
Открыл мейоз у растительных клеток |
Основные методы изучения клеток:
Световая микроскопия -разрешающая способность микроскопов составляет 0,13—0,20 мкм, удается выявить многие детали внутреннего строения клетки — отдельные органеллы, клеточную оболочку.
Электронноя микроскопия -разрешающая способность современных электронных микроскопов составляет 0,1 нм, поэтому с их помощью выявляют очень мелкие детали. В электронном микроскопе видны биологические мембраны (толщина 6—10 нм), рибосомы (диаметр около 20 нм), микротрубочки (толщина около 25 нм) и другие структуры.
Цито- и Гистохимия - изучает химический состав, выяснения локализации отдельных химических веществ в клетке, основанные на избирательном воздействии реактивов и красителей на определенные химические вещества цитоплазмы.
Метод дифференциального (разделительного) центрифугирования позволяет разделить с помощью центрифуги содержимое клетки на отдельные разные по массе составляющие и затем детально изучить их химический состав.
Метод рентгеноструктурного анализа дает возможность определять пространственное расположение и физические свойства молекул (например, ДНК, белков), входящих в состав клеточных структур.
Авторадиография - для выявления локализации мест синтеза биополимеров, определения путей переноса веществ в клетке, меченых радиоактивными изотопами.
Многие процессы жизнедеятельности клеток, в частности деление клетки, фиксируют с помощью кино-и фотосъемки.
Изучение клеток разных органов и тканей растений и животных, процессов деления клетки, их дифференцировки и специализации проводят методом клеточных культур — выращиванием клеток (и целых организмов из отдельных клеток) на питательных средах в стерильных условиях.
При исследовании живых клеток, выяснении функций отдельных органелл применяют методы микрохирургии — оперативного воздействия на клетку, связанного с удалением или имплантированием отдельных органелл, их пересаживанием из клетки в клетку, введением в клетку крупных макромолекул и т. д.
Различают две большие группы клеток:
Прокариоты (доядерные) – клетки, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн, например цианобактерии). Генетически материал в цитоплазме, ДНК-двуцепочечная кольцевая или линейная.
Эукариоты (ядерные) – клетки, обладающие оформленным клеточным ядром, ограниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. ДНК оформлено в хромосомы и находиться в ядре.
Вирусы – неклеточная форма жизни, занимающая промежуточное положение между живой и неживой материей.
Вирусы по некоторым критериям современной клеточной теории не относятся к живым клеткам (не способны к самостоятельному синтезу белка, свойства живых они проявляют, только находясь в других клетках, используя их обмен веществ для своей репродукции).
Классификация вирусов:
дезоксивирусы – герпес-вирусы, оспенные вирусы, крысиный вирус Килхама.
рибовирусы – реовирусы, вирус полиомиелита, вирус табачной мозаики, вирусы гриппа, бешенства и др.
Клетки |
Организмы с такими клетками |
Прокариотические (доядерные) |
Сине-зеленые водоросли (цианобактрии) – осциллатория, носток, археи (термофилы), актиномицеты (проактиномицеты, микобактерии, микококки), бактерии (спирохеты, микоплазмы, риккетсии, хламидии и др.). |
Эукариотические (ядерные) |
Большинство водорослей (золотистые, бурые, красные, желто-зеленые, зеленые), грибы, растения, животные. |
Современная систематика выделяет следующие царства организмов: Бактерии, Грибы, Растения, Животные.
Основаниями для такого разделения являются способы питания этих организмов и строение клеток.
Бактериальные клетки имеют следующие, характерные для них структуры – плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеотид), рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов, хемотрофов и гетеротрофов.
Клетки растений содержат характерные только для них пластиды – хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.
У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.
Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.