Клетка – основная структурно-функциональная единица всех организмов, элементарная биологическая система. Это означает, что на клеточном уровне организации живой материи полностью проявляются все основные свойства живого: обмен веществ и преобразование энергии, способность к росту, размножению, движению, сохранению и передаче наследственной информации потомству и т. п.
| Все живые организмы состоят из клеток. Клетка - элементарная единица строения, функционирования и развития живых организмов. Существуют неклеточные формы жизни - вирусы, однако они проявляют свои свойства только в клетках живых организмов. Клеточные формы делятся на прокариот и эукариот. |
| Открытие клетки принадлежит английскому ученому Р. Гуку, который, просматривая под микроскопом тонкий срез пробки, увидел структуры, похожие на пчелиные соты, и назвал их клетками. Позже одноклеточные организмы исследовал голландский ученый Антони ван Левенгук. Клеточную теорию сформулировали немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн в 1839 г. Современная клеточная теория существенно дополнена Р. Биржевым и др. |
| Основные положения современной клеточной теории: |
|
| Эти положения доказывают единство происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Благодаря клеточной теории стало понятно, что клетка - это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. |
Организация клеток.
Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым закономерностям. Так, все клетки состоят из поверхностного аппарата и цитоплазмы. В зависимости от наличия ядра все организмы делят на два надцарства: Прокариоты и Эукариоты. Клетки прокариот, кроме того, что не имеют ядра, еще и довольно просто организованы. Клетки эукариот – грибов, растений и животных – организованы сложнее и обязательно имеют ядро строения клеток растений и грибов, в первую очередь, является наличие клеточной стенки. Благодаря этому форма клеток этих организмов более или менее постоянна. Клетки животных не имеют клеточной стенки, поэтому многие из них могут менять свою форму.
В клетках различных представителей эукариот встречаются разные типы вакуолей. Например, в клетках растений и грибов присутствуют вакуоли с клеточным соком. В клетках животных их нет, зато часто встречаются пищеварительные вакуоли, в которых переваривается пища.
Клетки растений отличаются от клеток грибов и животных наличием хлоропластов. Хотя эти органеллы имеются у некоторых одноклеточных животных, например у эвглены зеленой.
Внутреннее содержимое каждой клетки окружает поверхностный аппарат. В его состав входят плазматическая мембрана, надмембранные и подмембранные структуры.
Строение и функции надмембранных комплексов клеток.
| Растения | Грибы | Бактерии | Животные | ||
| Надмембранный комплекс | Клеточная стенка | Клеточная стенка | Клеточная стенкаплотная.У некоторых слизистая капсула. | Гликокаликс Тонкий, эластичный. | |
| Состав | Полисахариды: Целлюлоза, Пектин, Гемицеллюлоза, Лигнин. Жирообразное в-во-суберин. Неорганические: Оксид кремния, Карбонаты, фосфаты. | Полисахарид: Хитин,гликоген. Белки. Пигмент меланин. | Полисахарид-муреин, фосфолипиды, Белки. Капсула состоит из мукополисахаридов.
| Гликопротеиды, гликолипиды, пилисахариды. | |
| Функции | Защитная, опорная, проводящая, тургор. | Опора, защита, Тургор. | Опора, зашита, Тургор. | Связь с внешнейсре- дой, восприятие раздражения, пристеночное пищеварение, межклеточные связи. | |
Поверхностный аппарат клетки защищает ее внутреннее содержимое от неблагоприятных влияний окружающей среды, обеспечивает обмен веществами и энергией между клеткой и окружающей средой.
Внутренняя среда клетки – это цитоплазма (от греч. китос – клетка и плазма – вылепленное). В ее состав входят разные органическое и неорганическое соединения, а также такие компоненты клетки, как органеллы и включения. Цитоплазма при помощи внутриклеточных мембран разделена на отдельные функциональные участки.
В цитоплазме расположен внутриклеточный скелет, или цитоскелет. Это система белковых образований – микротрубочек и микронитей, которая выполняет прежде всего опорную функцию. Кроме того, элементы цитоскелета участвуют в изменении формы и движении клетки, обеспечивают определенное расположение и перемещения органоидов.
Органоиды (от греч. органон – орган, инструмент) – постоянные клеточные структуры. Каждая из органелл обеспечивает соответствующие процессы жизнедеятельности клетки (питание, движение, синтез определенных соединений, хранение и передачу наследственной информации и т. п.). Одни - ограничены одной мембраной (вакуоли, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, лизосомы), другие – двумя (хлоропласты, митохондрии, ядро) или вообще не имеют мембранной оболочки (клеточный центр, рибосомы, микротрубочки, микронити). Особенности строения каждой органеллы тесно связаны с ее функциями.
В отличие от органелл, клеточные включения – непостоянные компоненты клетки. Они могут исчезать и снова появляться в процессе ее жизнедеятельности. Включения – это запасные вещества или конечные продукты обмена веществ.
Строение и процессы жизнедеятельности клетки изучает наука цитология.
Методы исследования клеток: световой микроскопией, методом сканирующей электронной микроскопи, метод культуры клеток, метод меченых атомов, метод центрифугирования.
Строение клеточных мембран. Все разнообразные клеточные мембраны в общем имеют сходные химический состав и особенности организации. Толщина мембран, в зависимости от их типа, варьирует в довольно широких пределах – от 2–3 до 10 нм.
Клеточные мембраны состоят из липидов, белков и углеводов.
Молекулы липидов расположены в два слоя: их гидрофильные «головки» (фосфатные группы) обращены к внешней и внутренней сторонам мембраны, а гидрофобные «хвосты», состоящие из цепочек жирных кислот, обращены в глубь нее.
Основным функциональным компонентом биологических мембран являются белки. Одни белковые молекулы расположены или на внешней, или на внутренней поверхностях мембран, поэтому их называют поверхностными. С белками, расположенными на внутренней стороне мембраны, связаны микронити цитоскелета. Другие молекулы белков погружены в двойной слой молекул липидов на разную глубину, их называют внутренними.
Углеводы входят в состав мембран исключительно в виде комплексных соединений с молекулами белков или липидов. Такая модель строения биологических мембран получила название жидкостно-мозаичной. Название объясняют тем, что лишь приблизительно 30 % молекул липидов мембран крепко связаны с белками в единые комплексные соединения, а остальные – пребывают в жидком состоянии.
• Функции плазматической мембраны: защитную функцию, обеспечение обмена веществ с окружающей средой.
