Тема 3. Формы организации живой материи. Цитоплазма и ядро клетки

Краткое содержание темы

Живую материю называют протоплазмой. Этот термин был впервые предложен Яном Пуркинье в 1840 году. Принято различать первичные и вторичные формы организации протоплазмы. Вторичные формы - это весь многоклеточный мир. Первичной формой протоплазмы является эукариотическая клетка многоклеточных. Это главная, исторически сложившаяся форма организации живой материи, обладающая всеми свойствами жизни, имеющая ядро, цитоплазму и цитоплазматические органеллы.

Для выполнения некоторых специальных жизненно необходимых функций клетки объединяются в надклеточные образования, которые рассматривают как адаптивные формы протоплазмы - симпласт, синцитий, межклеточное вещество.

Симпласт представляет собой нерасчлененную на клетки протоплазму с большим количеством ядер. Типичным примером симпласта является скелетная и мимическая поперечно-полосатая мышечная ткань, составляющая от массы организма 50-60%, которая образуется в результате слияния множества клеток-миобластов, или путем абортивного деления.

Синцитий, или соклетие - первичная надклеточная форма организации жизни, представленная протоплазматической решеткой, в узлах которой лежат ядра. У человека синцитиально связанные между собой клетки сохранились в семеннике, где эти связи синхронизируют процессы сперматогенеза.

Межклеточное вещество - «цемент», или параплазма. Это продукт синтетической деятельности клеток. В межклеточном веществе различают два главных компонента: основное вещество (гликозаминопротеогликаны и гликопротеины) и погруженные в него волокна (коллагеновые, эластические, ретикулярные). Межклеточное вещество ярко выражено в тканях, выполняющих опорно-механические функции (костная, хрящевая, плотные соединительные ткани).

Клетка - главная элементарная форма организации живой материи, предел делимости, в которой жизнь проявляется во всей своей полноте.

В организме человека количество клеток варьирует от 10% до 40% в зависимости от возраста. Клетки различаются по величине, форме и продолжительности жизни.

Величина клетки определяется ядерно-цитоплазматическими отношениями и отношением площади поверхности к объему цитоплазмы, которые должны быть постоянными. Смещение константы ведет либо к делению клетки, либо к ее гибели.

Форма клетки (призматическая, веретеновидная, шаровидная, звездчатая) тесно связана с ее функцией. Между формой и содержанием, структурой и функцией имеется диалектическое взаимодействие.

Основными структурными компонентами клетки являются: 1) клеточная поверхность (надмембранный комплекс, плазматическая мембрана, подмембранный комплекс); 2) цитоплазма (гиалоплазма, органеллы и включения); 3) ядро (кариолемма, ядрышко, хроматин, кариолимфа).

Клеточная поверхность выполняет следующие функции: разграничительная, барьерно-защитная, рецепторная, транспортная, контактная, опорно-механическая, двигательная. Ее основными химическими компонентами являются: липиды (40%), белки (50%) и углеводы (10%). Соотношение этих веществ может варьировать в зависимости от функциональной активности клетки. Основой клеточной поверхности является плазматическая мембрана (цитолемма), которая представлена билипидным слоем со встроенными в него интегральными, полуинтегральными и периферическими белками. Над цитолеммой располагается гликокаликс, образованный гликолипидами и гликопротеидами; под мембраной находится субмембранный комплекс, состоящий из микротрубочек и микрофиламентов цитоскелета.

Гиалоплазма - внутренняя среда клетки, на которую приходится до 55% ее общего объема. По физико-химическим свойствам это сложная коллоидная система, переходящая из состояния геля в золь. Она содержит много воды - свободной, метаболической и связанной, 20-30% глобулярных белков, аминокислоты, жирные кислоты, моносахара, полипептиды, т-РНК, микроэлементы. В гиалоплазму погружены цитоплазматические органеллы и ядро.

Ядра различаются по форме, расположению и величине. Форма ядра чаще всего соответствует форме клетки: сферическое ядро чаще всего в клетках округлой или кубической формы, элипсоидное - в высоких призматических клетках, уплощенное - в плоских. В высокоспециализированных клетках крови (эозинофилы, нейтрофилы) встречаются сегментированные ядра. Ядро состоит из кариолеммы, кариоплазмы, ядрышка и хроматина. Кариолемма - двумембранная ядерная оболочка, представленная наружной и внутренней мембранами, между которыми располагается перинуклеарное пространство. Ядерные норы занимают 3-35% поверхности ядра. Пора содержит два параллельных кольца, в каждом из которых по периферии располагаются 8 белковых гранул; от них к центру сходятся фибриллы, формирующие перегородку - диафрагму; в центре лежит центральная гранула. Кариоплазма - ядерный сок, в котором располагаются хроматин и ядрышко. Это коллоидный раствор сложных белков (гистонов, ферментов, структурных белков), углеводов, нуклеотидов, а также различных ионов и метаболитов. Хроматин состоит из комплекса Л11К и белка. В зависимости от степени спирализации отдельных участков хромосом выделяют два вида хроматина: 1) эухроматин - слабо окрашен, (Соответствует деспирализованным участкам хромосом, которые открыты для транскрипции; 2) гетерохроматин - соответствует конденсированным участкам хромосом, интенсивно окрашивается основными красителями, имеет вид глыбок и располагается в основном под кариолеммой и вокруг ядрышка. Ядрышко - плотный структурный компонент ядра, образованный специализированными участками хромосом, которые называются ядрышковыми организаторами. На ультраструктурном уровне в ядрышке выделяют три компонента: фибриллярный, гранулярный и аморфный.

Хронокарта

1. Организационная часть с мотивацией темы - 5 мин.

2. Программированный контроль - 10 мин.

3. Опрос-беседа - 35 мин.

4. Объяснение препаратов - 10 мин.

5. Перерыв - 15 мин.

6. Контроль за самостоятельной работой студентов. Помощь в работе с препаратами - 65 мин.

7. Подведение итогов. Проверка альбомов - 10 мин. Время лабораторного занятия: 3 часа