Строение человеческой клетки: Страница не найдена

Содержание

8 класс Строение клетки, органоиды клетки

Строение клетки, органоиды клетки

  • Если представить все клетки человеческого тела выложенными в ряд, то он протянется от Парижа до Таити

на 15 000 км!

  • Продолжительность существования клеток:

кишечника — 5 дней;

эритроцитов — 120 дней;

печени — 480 дней;

нейронов — 100 лет и более;

мышечных тканей — 100 лет и более.

Цитоплазма

  • полужидкое вязкое вещество, окружающее ядро клетки.
  • Цитоплазма содержит молекулы белка тубулина, которые находятся в рассыпчатом состоянии и в какой-то момент, собравшись образуют микротрубочки.

Эндоплазматическая сеть

  • Функция гранулярной (шероховатой) ЭПС:

синтез белка, транспорт веществ внутри клетки

Функция гладкой ЭПС:

синтез углеводов, гормонов, обезвреживание ядовитых веществ.

Рибосомы

  • Каждая рибосома состоит из 2-х сферических частиц, большой и малой. Их внутреннее строение остается загадкой. В состав входят: белки, РНК
  • Функция: синтез белка, осуществляемый группой рибосом – полисомой.

Митохондрии

  • К. Бенда в 1897 г. назвал этот органоид «митохондрией».
  • Силовые станции клетки.

АТФ – универсальный источник энергии

Комплекс Гольджи (диктиосома)

  • В 1989г. итальянский ученый К. Гольджи , обнаружил сетеобразные скопления.
  • функция комплекса Гольджи связана с Э.П.С. Поступаемые от туда вещества, перерабатываются и выпускаются в виде пузырьков.

Лизосомы

  • Лизосома ( с греческого « lysis » — растворяю, « soma » — тело) означает растворитель веществ.
  • Имеют в своем составе около 60 гидролизных ферментов, они расщепляют различные вещества и тела. Поэтому их называют органом пищеварения клетки.

Клеточный центр

  • Строение из 2-х телец – центриоли, в центре уплотненный участок – центросфера.
  • Центриоли участвуют в делении клетки, образуя веретено деления.

Таблица: Органоиды клетки

Название

органоида

Строение

Функции

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

https://ria.ru/20210321/embrion-1602041479.html

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш? — РИА Новости, 21.03.2021

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

На этой неделе сразу два коллектива ученых заявили, что создали модель человеческого эмбриона без яйцеклетки и сперматозоида. Имитацию бластоцисты — ранней… РИА Новости, 21.03.2021

2021-03-21T08:00

2021-03-21T08:00

2021-03-21T08:10

наука

сша

нидерланды

великобритания

кембриджский университет

мичиганский университет

здоровье

биология

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155554/30/1555543033_0:257:2730:1793_1920x0_80_0_0_64ab4d3e90cd4b0345d027db6be9b49c.jpg

МОСКВА, 21 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. На этой неделе сразу два коллектива ученых заявили, что создали модель человеческого эмбриона без яйцеклетки и сперматозоида. Имитацию бластоцисты — ранней стадии развития зародыша — вырастили из фибробластов, перепрограммированных клеток соединительной ткани. Это позволит обойти запрет на подобные опыты в большинстве стран. РИА Новости разбирается, насколько «настоящий» получился зародыш и какое будущее ждет эти открытия. Зачатие без оплодотворенияОбычно эмбрионы в лабораторных условиях выращивают из донорских оплодотворенных яйцеклеток. В случае клонирования от сперматозоидов можно отказаться. Начиная с середины десятых годов стало понятно, что вырастить зародыши в пробирке можно без участия половых клеток вообще. Бластоциста состоит из трех типов клеток, из которых потом формируются ткани плода, плацента и желточный мешок. А получают все это из стволовых клеток. Впервые создать “зародыш без родителей” удалось в 2017-м ученым из Кембриджского университета (Великобритания). Они взяли эмбриональные и экстраэмбриональные трофобластные стволовые клетки (из них образуется плацента) мыши и поместили их на трехмерный внеклеточный матрикс. Там они самоорганизовались в структуру, которая по строению напоминала обычный мышиный зародыш. Однако на четвертый день эксперимента его развитие остановилось — не было доступа к питательным веществам, как в организме матери. Беременность стволовыми клеткамиНа следующий год эксперимент повторили исследователи из Утрехтского университета (Нидерланды). Как и британские коллеги, они создали мышиный эмбрион из стволовых клеток двух типов — эмбриональных и трофобластных. Однако голландцы продвинулись дальше. У выращенной ими бластоцисты сформировались все типы клеток, необходимые для дальнейшего развития. Более того, при имплантации в матку животного бластоциста вызывала беременность. Правда, авторы работы подчеркивали, что у них получился не совсем настоящий зародыш и потому самка не смогла бы его выносить и родить. В 2019 году ученые из Института биологических исследований Солка (США) также инициировали беременность у мышей, пересадив им эмбрионы, полученные всего из одной соматической клетки. Ее взяли из организма взрослого животного, перепрограммировали и размножили — таким образом появилась культура зародышевых стволовых клеток. Затем их перепрограммировали еще раз, превратив в так называемые улучшенные плюропотентные клетки, и обработали коктейлем из специальных сигнальных веществ — тех, которые при естественном эмбриональном развитии вызывают дифференцировку трофобласта (из него формируется плацента) и внутренней клеточной массы (из нее образуются ткани зародыша). В результате в 15 процентах случаев из них вырастали бластоиды — структуры, аналогичные бластоцистам по клеточному составу и экспрессии генов. Когда полученные бластоиды переносили в матку мышей, то примерно семи процентам удавалось там прикрепиться. Как отмечали исследователи, в организме самок они развивались еще около недели, но существенно отставали от обычных зародышей, а затем замирали. Имитация человекаГипотетически подобный фокус должен был сработать и с человеческими клетками. Полученный таким образом эмбрион позволил бы обойти нынешние довольно суровые правила, напрямую запрещающие создавать зародыши человека в исследовательских целях. А без этого невозможно разобраться, что на самом деле происходит на ранних стадиях развития. И вот 12 марта группа ученых из Калифорнийского технологического (США) и Кембриджского университетов сообщила, что они вырастили человеческие эмбрионы, используя только стволовые и соматические клетки взрослых людей. Фактически исследователи усовершенствовали методику, по которой в 2017-м создали первого в мире мышиного “зародыша без родителей”. Однако их результаты появились только на сайте препринтов bioRxiv и пока не прошли процедуру рецензирования. Две другие работы — биологов из США и Австралии — вышли одновременно 18 марта в Nature. И тем, и другим удалось вырастить из клеток соединительной ткани взрослого человека структуру, которая по свойствам, форме и размерам похожа на человеческую бластоцисту. Как и в экспериментах с мышами, ее назвали бластоидом. Американцы сначала перепрограммировали клетки фибробластов в плюрипотентные стволовые. А затем поместили их в специальную трехмерную чашку для культивирования, где воздействовали на них сигнальными веществами. В результате сформировался эмбрион. Подобно настоящей человеческой бластоцисте, он содержал три типа клеток, из которых впоследствии должны сформироваться плацента, желточный мешок и ткани самого зародыша. Австралийцы пошли иным путем. Они перепрограммировали клетки взрослого человека таким образом, что несколько важных генов экспрессировались в них так же, как в трех типах клеток, содержащихся в бластоцисте. Затем поместили в трехмерную чашку, где обрабатывали коктейлем из сигнальных веществ. Через шесть-восемь дней они получили модель человеческого эмбриона. В обоих экспериментах в бластоиды превращалось всего около 20 процентов перепрограммированных клеток, что сравнимо с результатами опытов с мышами. Кроме того, ученые сымитировали перенос получившихся зародышей в матку — по понятным причинам провести такую процедуру в реальности нельзя. Псевдоимплантация прошла успешно, однако уже на десятый-одиннадцатый день зародыши останавливались в развитии. Как пояснил в разговоре с РИА Новости заведующий лабораторией генетики нарушений репродукции ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова» Вячеслав Черных, в исследованиях речь идет о не вполне «настоящем» зародыше человека. “Хотя в искусственно созданной бластоцисте есть необходимые элементы (наружный слой клеток, полость — бластоцель — и часть, напоминающая внутреннюю клеточную массу), отмечаются и некоторые эмбриологические недостатки. В частности, нарушения динамики и синхронности развития, морфологические различия строения структур эмбриона, генетические и эпигенетические несоответствия и прочее”, — отметил он.Не совсем человекВполне вероятно, что общество в целом будет относиться к исследованиям на таких моделях более терпимо, чем к опытам над настоящими эмбрионами, считают в редакционной статье Nature исследователи из Мичиганского университета (США). Пока главный этический вопрос, который стоит решить, — применимо ли к ним правило 14 дней. Сегодня человеческие эмбрионы, полученные экспериментально, уничтожают через 14 дней после оплодотворения. В одних странах нарушение этой нормы карается законодательно, в других — опыты с подобными зародышами отклоняют этические комитеты и лишают финансирования. “Поскольку подобное «клеточное создание» получено искусственно, то не вполне запрещено его выращивать. Однако переносить его в полость матки женщины точно нельзя и это должно быть запрещено! Возможно, их имеет смысл делать для фундаментальных исследований механизмов развития человека на ранних стадиях после оплодотворения яйцеклетки. Тем более, если не будет запрета, что подобные эмбрионоиды могут быть культивированы больше 14 дней», — пояснил Вячеслав Черных. Если же в отношении бластоидов запрет отменят, то ученым, вероятно, удастся разобраться не только с причинами выкидышей и неудачами при ЭКО, но и выяснить механизмы целого ряда наследственных патологий — в том числе сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых типов диабета.

https://ria.ru/20200611/1572793091.html

https://ria.ru/20190908/1558438867.html

https://ria.ru/20190731/1557040939.html

сша

нидерланды

великобритания

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155554/30/1555543033_0:0:2730:2048_1920x0_80_0_0_aa30e05111128b73a6d2d0339194672c.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, нидерланды, великобритания, кембриджский университет, мичиганский университет, здоровье, биология, эмбрионы

МОСКВА, 21 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. На этой неделе сразу два коллектива ученых заявили, что создали модель человеческого эмбриона без яйцеклетки и сперматозоида. Имитацию бластоцисты — ранней стадии развития зародыша — вырастили из фибробластов, перепрограммированных клеток соединительной ткани. Это позволит обойти запрет на подобные опыты в большинстве стран. РИА Новости разбирается, насколько «настоящий» получился зародыш и какое будущее ждет эти открытия.

Зачатие без оплодотворения

Обычно эмбрионы в лабораторных условиях выращивают из донорских оплодотворенных яйцеклеток. В случае клонирования от сперматозоидов можно отказаться. Начиная с середины десятых годов стало понятно, что вырастить зародыши в пробирке можно без участия половых клеток вообще. Бластоциста состоит из трех типов клеток, из которых потом формируются ткани плода, плацента и желточный мешок. А получают все это из стволовых клеток.

Впервые создать “зародыш без родителей” удалось в 2017-м ученым из Кембриджского университета (Великобритания). Они взяли эмбриональные и экстраэмбриональные трофобластные стволовые клетки (из них образуется плацента) мыши и поместили их на трехмерный внеклеточный матрикс. Там они самоорганизовались в структуру, которая по строению напоминала обычный мышиный зародыш.

Однако на четвертый день эксперимента его развитие остановилось — не было доступа к питательным веществам, как в организме матери.

Беременность стволовыми клетками

На следующий год эксперимент повторили исследователи из Утрехтского университета (Нидерланды). Как и британские коллеги, они создали мышиный эмбрион из стволовых клеток двух типов — эмбриональных и трофобластных. Однако голландцы продвинулись дальше. У выращенной ими бластоцисты сформировались все типы клеток, необходимые для дальнейшего развития.

Более того, при имплантации в матку животного бластоциста вызывала беременность. Правда, авторы работы подчеркивали, что у них получился не совсем настоящий зародыш и потому самка не смогла бы его выносить и родить.

11 июня 2020, 12:01НаукаУченые собрали из стволовых клеток модель эмбриона человекаВ 2019 году ученые из Института биологических исследований Солка (США) также инициировали беременность у мышей, пересадив им эмбрионы, полученные всего из одной соматической клетки. Ее взяли из организма взрослого животного, перепрограммировали и размножили — таким образом появилась культура зародышевых стволовых клеток.

Затем их перепрограммировали еще раз, превратив в так называемые улучшенные плюропотентные клетки, и обработали коктейлем из специальных сигнальных веществ — тех, которые при естественном эмбриональном развитии вызывают дифференцировку трофобласта (из него формируется плацента) и внутренней клеточной массы (из нее образуются ткани зародыша). В результате в 15 процентах случаев из них вырастали бластоиды — структуры, аналогичные бластоцистам по клеточному составу и экспрессии генов.

Когда полученные бластоиды переносили в матку мышей, то примерно семи процентам удавалось там прикрепиться. Как отмечали исследователи, в организме самок они развивались еще около недели, но существенно отставали от обычных зародышей, а затем замирали.

8 сентября 2019, 03:42НаукаУченый раскритиковал искусственное программирование пола эмбриона человека

Имитация человека

Гипотетически подобный фокус должен был сработать и с человеческими клетками. Полученный таким образом эмбрион позволил бы обойти нынешние довольно суровые правила, напрямую запрещающие создавать зародыши человека в исследовательских целях. А без этого невозможно разобраться, что на самом деле происходит на ранних стадиях развития. И вот 12 марта группа ученых из Калифорнийского технологического (США) и Кембриджского университетов сообщила, что они вырастили человеческие эмбрионы, используя только стволовые и соматические клетки взрослых людей. Фактически исследователи усовершенствовали методику, по которой в 2017-м создали первого в мире мышиного “зародыша без родителей”. Однако их результаты появились только на сайте препринтов bioRxiv и пока не прошли процедуру рецензирования. Две другие работы — биологов из США и Австралии — вышли одновременно 18 марта в Nature. И тем, и другим удалось вырастить из клеток соединительной ткани взрослого человека структуру, которая по свойствам, форме и размерам похожа на человеческую бластоцисту. Как и в экспериментах с мышами, ее назвали бластоидом.

Американцы сначала перепрограммировали клетки фибробластов в плюрипотентные стволовые. А затем поместили их в специальную трехмерную чашку для культивирования, где воздействовали на них сигнальными веществами. В результате сформировался эмбрион. Подобно настоящей человеческой бластоцисте, он содержал три типа клеток, из которых впоследствии должны сформироваться плацента, желточный мешок и ткани самого зародыша.

Австралийцы пошли иным путем. Они перепрограммировали клетки взрослого человека таким образом, что несколько важных генов экспрессировались в них так же, как в трех типах клеток, содержащихся в бластоцисте. Затем поместили в трехмерную чашку, где обрабатывали коктейлем из сигнальных веществ. Через шесть-восемь дней они получили модель человеческого эмбриона.

В обоих экспериментах в бластоиды превращалось всего около 20 процентов перепрограммированных клеток, что сравнимо с результатами опытов с мышами.

Кроме того, ученые сымитировали перенос получившихся зародышей в матку — по понятным причинам провести такую процедуру в реальности нельзя. Псевдоимплантация прошла успешно, однако уже на десятый-одиннадцатый день зародыши останавливались в развитии.

Как пояснил в разговоре с РИА Новости заведующий лабораторией генетики нарушений репродукции ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова» Вячеслав Черных, в исследованиях речь идет о не вполне «настоящем» зародыше человека. “Хотя в искусственно созданной бластоцисте есть необходимые элементы (наружный слой клеток, полость — бластоцель — и часть, напоминающая внутреннюю клеточную массу), отмечаются и некоторые эмбриологические недостатки. В частности, нарушения динамики и синхронности развития, морфологические различия строения структур эмбриона, генетические и эпигенетические несоответствия и прочее”, — отметил он.

Не совсем человек

Вполне вероятно, что общество в целом будет относиться к исследованиям на таких моделях более терпимо, чем к опытам над настоящими эмбрионами, считают в редакционной статье Nature исследователи из Мичиганского университета (США). Пока главный этический вопрос, который стоит решить, — применимо ли к ним правило 14 дней. Сегодня человеческие эмбрионы, полученные экспериментально, уничтожают через 14 дней после оплодотворения. В одних странах нарушение этой нормы карается законодательно, в других — опыты с подобными зародышами отклоняют этические комитеты и лишают финансирования.

“Поскольку подобное «клеточное создание» получено искусственно, то не вполне запрещено его выращивать. Однако переносить его в полость матки женщины точно нельзя и это должно быть запрещено! Возможно, их имеет смысл делать для фундаментальных исследований механизмов развития человека на ранних стадиях после оплодотворения яйцеклетки. Тем более, если не будет запрета, что подобные эмбрионоиды могут быть культивированы больше 14 дней», — пояснил Вячеслав Черных.

Если же в отношении бластоидов запрет отменят, то ученым, вероятно, удастся разобраться не только с причинами выкидышей и неудачами при ЭКО, но и выяснить механизмы целого ряда наследственных патологий — в том числе сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых типов диабета.

31 июля 2019, 13:57НаукаУченые из США и Испании создали эмбрион-химеру человека и обезьяны

Программа вступительных испытаний по биологии

Общие указания

На экзамене по биологии поступающий в высшее учебное заведение должен показать:

  1. знание главнейших понятий, закономерностей и законов, касающихся строения, жизни и развития растительного, животного и человеческого организмов, развития живой природы;
  2. знание строения и жизни растений, животных, человека, основных групп растений и классификации животных;
  3. умение обосновывать выводы, оперировать понятиями при объяснении явлений природы с приведением примеров из практики сельскохозяйственного и промышленного производства, здравоохранения и т.д. Этому умению придается особое значение, так как оно будет свидетельствовать об осмысленности знаний, о понимании излагаемого материала экзаменующимся.

I. Растения

Ботаника — наука о растениях. Растительный мир как составная часть природы, его разнообразие, распространение на Земле. Цветковое растение и его строение.

Семя. Строение семян (на примере двудольного и однодольного растений). Состав семян. Условия прорастания семян. Дыхание семян. Питание и рост проростка. Время посева и глубина заделки семян.

Корень. Развитие корня из зародышевого корешка. Виды корней. Типы корневых систем (стержневая и мочковатая).

Внешнее и внутреннее строение корня в связи с его функциями. Зона корня. Рост корня. Понятие ткани. Поглощение корнями воды и минеральных солей, необходимых растению. Удобрения. Дыхание корня. Значение обработки почвы, внесения удобрений, полива для жизни культурных растений. Корнеплоды (видоизменения корня). Значение корня.

Лист. Внешнее строение листа. Жилкование. Листья простые и сложные. Листорасположение. Особенности внутреннего строения листа в связи с его функциями, кожица и устьица, основная ткань листа, проводящие пучки. Дыхание листьев. Фотосинтез. Испарение воды листьями. Листопад. Значение листьев в жизни растений. Роль зеленых растений в природе и жизни человека.

Стебель. Понятие о побеге. Почки вегетативные и цветочные, их строение и расположение на стебле. Развитие побега из почки. Рост стебля в длину. Ветвление стебля. Формирование кроны. Внутреннее строение древесного стебля в связи с его функциями: кора, камбий, древесина, сердцевина. Рост стебля в толщину. Образование годичных колец. Передвижение минеральных и органических веществ по стеблю. Значение стебля. Видоизмененные побеги: корневища, клубень, луковица, их строение, биологическое и хозяйственное значение.

Вегетативное размножение цветковых растений. Размножение растений посредством побегов, корней, листьев в природе и растениеводстве (видоизмененными побегами, стеблевыми и корневыми черенками, отводками, делением куста, прививкой). Биологическое и хозяйственное значение вегетативного размножения.

Цветок и плод. Строение цветка: цветоножка, цветоложе, околоцветник (чашечка и венчик), тычинки, пестик или пестики. Строение тычинки и пестика. Соцветия и их биологическое значение. Перекрестное опыление насекомыми, ветром. Самоопыление. Оплодотворение. Образование семян и плодов. Значение цветков, плодов и семян в природе и жизни человека.

Растение и окружающая среда. Взаимосвязь органов. Основные жизненные функции растительного организма и его взаимосвязь со средой обитания.

Классификация цветковых растений. Многообразие дикорастущих и культурных цветковых растений и их классификация. Элементарные понятия о систематических (таксономических) категориях — вид, род, семейство, класс. Значение международных названий растений.

Класс двудольных растений. Семейство крестоцветных, розоцветных, бобовых, пасленовых, сложноцветных.

Класс однодольных растений. Семейство злаков, семейство лилейных.

Отличительные признаки растений основных семейств; их биологические особенности и народнохозяйственное значение. Типичные культурные и дикорастущие растения этих семейств. Влияние хозяйственной деятельности на видовое многообразие цветковых растений. Охрана редких видов растений. Красная книга.

Основные группы растений. Водоросли. Строение и жизнедеятельность одноклеточных водорослей (хламидомонада, плеврококк, хлорелла). Размножение водорослей. Нитчатые водоросли. Значение водорослей в природе и хозяйстве.

Мхи. Зеленые мхи. Строение и размножение кукушкина льна. Мох сфагнум, особенности его строения. Образование торфа, его значение.

Хвощ. Плаун. Папоротник. Строение и размножение.

Голосеменные. Строение и размножение голосеменных (на примере сосны и ели). Распространение хвойных, их значение в природе, в народном хозяйстве.

Покрытосеменные (цветковые). Приспособленность покрытосеменных к различным условиям жизни на Земле и господство в современной флоре.

Влияние хозяйственной деятельности человека на видовое многообразие растений. Охрана растений.

Развитие растительного мира на Земле. Основные этапы исторического развития и усложнения растительного мира на Земле. Создание культурных растений человеком. Достижения российских ученых в выведении новых сортов растений.

Бактерии, грибы, лишайники. Бактерии. Строение и жизнедеятельность бактерий. Распространение бактерий в воздухе, почве, воде, живых организмах. Роль бактерий в природе, медицине, сельском хозяйстве и промышленности. Болезнетворные бактерии и борьба с ними.

Грибы. Общая характеристика грибов. Шляпочные грибы, их строение, питание, размножение. Условия жизни грибов в лесу. Съедобные и ядовитые грибы. Плесневые грибы. Дрожжи. Грибы-паразиты, вызывающие болезни растений. Роль грибов в природе и хозяйстве.

Лишайники. Строение лишайника. Симбиоз. Питание. Размножение. Роль лишайника в природе и хозяйстве.

II. Животные

Зоология — наука о животных. Значение животных в природе и жизни человека. Сходство и отличие животных и растений. Классификация животных.

Одноклеточные. Общая характеристика. Обыкновенная амеба. Среда обитания. Движение. Питание. Дыхание. Выделение. Размножение. Инцистирование.

Зеленая эвглена — одноклеточный организм с признаками животного и растения.

Инфузория-туфелька. Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Раздражимость.

Многообразие и значение одноклеточных. Малярийный паразит — возбудитель малярии. Ликвидация малярии как массового заболевания.

Тип Кишечнополостные. Общая характеристика типа. Пресноводный полип — гидра. Среда обитания и внешнее строение. Лучевая симметрия. Внутреннее строение (двухслойность, разнообразие клеток). Питание. Дыхание. Нервная система. Рефлекс. Регенерация. Размножение вегетативное и половое. Морские кишечнополостные (полипы и медузы) и их значение.

Тип Плоские черви. Общая характеристика типа. Внешнее строение. Мускулатура. Питание. Дыхание. Выделение. Нервная система. Размножение. Регенерация.

Тип Круглые черви. Общая характеристика типа. Внешнее строение. Полость тела. Питание. Размножение и развитие. Многообразие паразитических червей и борьба с ними.

Тип Кольчатые черви. Общая характеристика типа. Среда обитания. Внешнее строение. Ткани. Кожно-мускульный мешок. Полость тела. Системы органов пищеварения, кровообращения, выделения. Процессы жизнедеятельности. Нервная система. Регенерация. Размножение.

Тип Моллюски. Общая характеристика типа. Среда обитания и внешнее строение. Особенности процессов жизнедеятельности.

Тип Членистоногие. Общая характеристика типа. Класс Ракообразные. Речной рак. Среда обитания. Внешнее строение. Размножение. Внутреннее строение. Пищеварительная, кровеносная и дыхательная системы. Органы выделения. Питание, дыхание, выделение. Особенности процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств.

Класс Паукообразные. Паук-крестовик. Среда обитания. Внешнее строение. Ловчая сеть, ее устройство и значение. Питание, дыхание, размножение. Роль клещей в природе и их практическое значение. Меры защиты человека от клещей.

Класс Насекомые. Майский жук. Внешнее и внутреннее строение. Процесс жизнедеятельности. Размножение. Типы развития.

Отряды насекомых с полным превращением. Чешуекрылые. Капустная белянка. Тутовый шелкопряд. Шелководство. Двукрылые. Комнатная муха, оводы. Перепончатокрылые. Медоносная пчела и муравьи. Инстинкт. Наездники. Биологический способ борьбы с вредителями. Отряд насекомых с неполным превращением. Прямокрылые. Перелетная саранча — опасный вредитель сельского хозяйства. Роль насекомых в природе, их практическое значение. Сохранение их видового многообразия.

Тип Хордовые. Общая характеристика типа. Класс Ланцетники. Ланцетник — низшее хордовое животное. Среда обитания. Внешнее строение. Хорда. Особенности внутреннего строения. Сходство ланцетников с позвоночными и беспозвоночными.

Класс Рыбы. Общая характеристика класса. Речной окунь. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полость тела. Пищеварительная, кровеносная, дыхательная системы. Плавательный пузырь. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Забота о потомстве. Многообразие рыб. Отряды рыб: акулы, осетровые, сельдеобразные, карпообразные, кистеперые. Хозяйственное значение рыб. Промысел рыб. Искусственное разведение рыб. Прудовое хозяйство. Влияние деятельности человека на численность рыб. Необходимость рационального использования рыбных богатств, их охраны (защита вод от загрязнения и др.).

Класс Земноводные. Общая характеристика класса. Лягушка. Особенности среды обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Особенности строения внутренних органов и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Размножение и развитие. Многообразие земноводных и их значение. Происхождение земноводных.

Класс Пресмыкающиеся. Общая характеристика класса. Прыткая ящерица. Среда обитания. Внешнее строение. Особенности внутреннего строения. Размножение. Регенерация. Многообразие современных пресмыкающихся. Отряд Чешуйчатые. Отряд Черепахи. Древние пресмыкающиеся: динозавры, зверозубые ящеры. Происхождение пресмыкающихся.

Класс Птицы. Общая характеристика класса. Голубь. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полость тела. Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Сезонные явления в жизни птиц, гнездование, кочевки и перелеты. Происхождение птиц. Приспособленность птиц к различным средам обитания. Птицы парков, садов, лугов и полей. Птицы леса. Хищные птицы. Птицы болот и побережий водоемов. Птицы степей и пустынь. Роль птиц в природе и их значение в жизни человека. Роль заповедников и зоопарков в сохранении редких видов птиц. Привлечение птиц. Птицеводство.

Класс Млекопитающие. Общая характеристика класса. Домашняя собака. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полости тела. Система органов. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Забота о потомстве. Отряды млекопитающих. Первозвери. Происхождение млекопитающих. Рукокрылые: летучие мыши. Грызуны. Хищные: собачьи, кошачьи. Ластоногие. Китообразные. Парнокопытные. Особенности строения пищеварительной системы жвачных. Породы крупного рогатого скота. Кабан. Домашние свиньи. Непарнокопытные. Дикая лошадь. Породы домашних лошадей. Приматы. Роль млекопитающих в природе и в жизни человека. Влияние деятельности человека на численность и видовое многообразие млекопитающих, их охрана.

III. Человек и его здоровье

Анатомия, физиология и гигиена человека — науки, изучающие строение и функции организма человека и условия сохранения его здоровья. Гигиенические аспекты охраны окружающей среды.

Общий обзор организма человека. Общее знакомство с организмом человека (органы и системы органов). Элементарные сведения о строении, функциях и размножении клеток. Рефлекс. Краткие сведения о строении и функциях тканей. Ткани (эпителиальные, соединительные, мышечные и нервная).

Опорно-двигательная система. Значение опорно-двигательной системы. Строение скелета человека. Соединения костей: неподвижные, полуподвижные суставы. Состав, строение (макроскопическое) и рост костей в толщину. Мышцы, их строение и функции. Нервная регуляция деятельности мышц. Движения в суставах. Рефлекторная дуга. Работа мышц. Влияние ритма и нагрузки на работу мышц. Утомление мышц. Значение физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц. Предупреждение искривления позвоночника и развития плоскостопия.

Кровь. Внутренняя среда организма: кровь, тканевая жидкость, лимфа. Относительное постоянство внутренней среды. Состав крови: плазма, форменные элементы. Группы крови. Значение переливания крови. Свертывание крови как защитная реакция. Эритроциты и лейкоциты, их строение и функции. Малокровие. Учение И.И.Мечникова о защитных свойствах крови. Борьба с эпидемиями. Иммунитет.

Кровообращение. Органы кровообращения: сердце и сосуды (артерии, капилляры, вены). Большой и малый круги кровообращения. Сердце, его строение и работа. Автоматия сердца. Понятие о нервной и гуморальной регуляции деятельности сердца. Движение крови по сосудам. Пульс. Кровяное давление. Гигиена сердечно-сосудистой системы.

Дыхание. Значение дыхания. Органы дыхания, их строение и функция. Голосовой аппарат. Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения. Понятия о жизненной емкости легких. Понятие о гуморальной и нервной регуляции дыхания. Гигиена дыхания.

Пищеварение. Питательные вещества и пищевые продукты. Пищеварение, ферменты и их роль в пищеварении. Строение органов пищеварения. Пищеварение в полости рта. Глотание. Работы И.П.Павлова по изучению деятельности слюнных желез. Пищеварение в желудке. Понятие о нервно-гуморальной регуляции желудочного сокоотделения. Работы И.П.Павлова по изучению пищеварения в желудке. Печень, поджелудочная железа и их роль в пищеварении. Изменение питательных веществ в кишечнике. Всасывание. Гигиена питания.

Обмен веществ. Водно-солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Распад и окисление органических веществ в клетках. Ферменты. Пластический и энергетический обмен — две стороны единого процесса обмена веществ. Обмен веществ между организмом и окружающей средой. Норма питания. Значение правильного питания. Витамины и их значение для организма.

Выделение. Органы мочевыделительной системы. Функции почек. Значение выделения продуктов обмена веществ.

Кожа. Строение и функции кожи. Роль кожи в регуляции теплоотдачи. Закаливание организма. Гигиена кожи и одежды.

Нервная система. Значение нервной системы. Строение и функции спинного мозга и отделов головного мозга: продолговатого, среднего, промежуточного, мозжечка. Понятие о вегетативной нервной системе. Большие полушария головного мозга. Значение коры больших полушарий.

Анализаторы. Органы чувств. Значение органов чувств. Анализаторы. Строение и функции органов зрения. Гигиена зрения. Строение и функции органа слуха. Гигиена слуха.

Высшая нервная деятельность. Безусловные и условные рефлексы. Образование и биологическое значение условных рефлексов. Торможение условных рефлексов. Роль И.М.Сеченова и И.П.Павлова в создании учения о высшей нервной деятельности; его сущность. Значение слова. Сознание и мышление человека как функции высших отделов головного мозга. Антинаучность религиозных представлений о душе. Гигиена физического и умственного труда. Режим труда и отдыха. Сон, его значение. Вредное влияние курения и употребления спиртных напитков на нервную систему.

Железы внутренней секреции. Значение желез внутренней секреции. Понятие о гормонах. Роль гуморальной регуляции в организме.

Развитие человеческого организма. Воспроизведение организмов. Половые железы и половые клетки. Оплодотворение. Развитие зародыша человека. Особенности развития детского и юношеского организмов.

IV. Общая биология

Общая биология — предмет об основных закономерностях жизненных явлений. Значение биологии для медицины, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства.

Эволюционное учение

Краткие сведения о додарвиновском периоде развития биологии. Основные положения эволюционного учения Ч.Дарвина. Значение теории эволюции для развития естествознания.

Критерии вида. Популяция — единица вида и эволюции. Понятие сорта растений и породы животных.

Движущие силы эволюции: наследственность, борьба за существование, изменчивость, естественный отбор. Ведущая роль естественного отбора в эволюции.

Искусственный отбор и наследственная изменчивость — основа выведения пород домашних животных и сортов культурных растений. Создание новых высокопродуктивных пород животных и сортов растений.

Возникновение приспособлений. Относительный характер приспособленности.

Микроэволюция. Видообразование.

Результаты эволюции: приспособленность организмов, многообразие видов.

Использование теории эволюции в сельскохозяйственной практике и в деле охраны природы.

Развитие органического мира

Доказательства эволюции органического мира. Главные направления эволюции. Ароморфоз, идиоадаптация. Соотношение различных направлений эволюции. Биологический прогресс и регресс. Краткая история развития органического мира.

Основные ароморфозы в эволюции органического мира.

Основные направления эволюции покрытосеменных, насекомых, птиц и млекопитающих в кайнозойскую эру.

Влияние деятельности человека на многообразие видов, природные сообщества, их охрана.

Происхождение человека

Ч.Дарвин о происхождении человека от животных.

Движущие силы антропогенеза: социальные и биологические факторы. Ведущая роль законов общественной жизни в социальном прогрессе человечества.

Древнейшие, древние и ископаемые люди современного типа.

Человеческие расы, их происхождение и единство. Антинаучная, реакционная сущность социального дарвинизма и расизма.

Основы экологии

Предмет и задачи экологии, математическое моделирование в экологии. Экологические факторы. Деятельность человека как экологический фактор. Комплексное воздействие факторов на организм. Ограничивающие факторы. Фотопериодизм. Вид, его экологическая характеристика.

Популяция. Факторы, вызывающие изменение численности популяций, способы ее регулирования.

Рациональное использование видов, сохранение их разнообразия.

Биогеоценоз. Взаимосвязи популяций в биогеоценозе. Цепи питания. Правило экологической пирамиды. Саморегуляция. Смена биогеоценозов. Агроценозы. Повышение продуктивности агроценозов на основе мелиорации земель, внедрения новых технологий выращивания растений.

Охрана биогеоценозов.

Основы учения о биосфере

Биосфера и ее границы. Биомасса поверхности суши, Мирового океана, почвы. Живое вещество, его газовая, концентрационная, окислительная и восстановительная функции. Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. В.И.Вернадский о возникновении биосферы.

Основы цитологии

Основные положения клеточной теории. Клетка — структурная и функциональная единица живого. Строение и функция ядра, цитоплазмы и ее основных органоидов. Особенности строения клеток прокариот, эукариот.

Содержание химических элементов в клетке. Вода и другие неорганические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки. Органические вещества: липиды, АТФ, биополимеры (углеводы, белки, нуклеиновые кислоты), их роль в клетке. Ферменты, их роль в процессах жизнедеятельности. Самоудвоение ДНК.

Обмен веществ и превращение энергии — основа жизнедеятельности клетки. Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение АТФ в энергетическом обмене.

Пластический обмен. Фотосинтез. Пути повышения продуктивности сельскохозяйственных растений. Биосинтез белков. Ген и его роль в биосинтезе. Код ДНК. Реакции матричного синтеза. Взаимосвязь процессов пластического и энергетического обмена.

Вирусы, особенности их строения и жизнедеятельности.

Размножение и индивидуальное развитие организмов

Деление клетки, мейоз и оплодотворение — основа размножения и индивидуального развития организмов. Подготовка клетки к делению. Удвоение молекул ДНК. Хромосомы, их гаплоидный и диплоидный набор, постоянство числа и формы.

Деление клетки и его значение.

Половое и бесполое размножение организмов. Половые клетки. Мейоз. Развитие яйцеклеток и сперматозоидов. Оплодотворение.

Развитие зародыша (на примере животных). Постэмбриональное развитие. Вредное влияние алкоголя и никотина на развитие организма человека.

Возникновение жизни на Земле.

Основы генетики

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы.

Предмет, задачи и методы генетики.

Моно- и дигибридное скрещивание. Законы наследственности, установленные Г.Менделем. Доминантные и рецессивные признаки. Аллельные гены. Фенотип и генотип. Гомозигота и гетерозигота. Единообразие первого поколения.

Промежуточный характер наследования. Закон расщепления признаков. Статистический характер явлений расщепления. Цитологические основы единообразия первого поколения и расщепления признаков во втором поколении. Закон независимого наследования и его цитологические основы.

Сцепленное наследование. Нарушение сцепления. Перекрест хромосом.

Генотип как целостная исторически сложившаяся система. Генетика пола. Хромосомная теория наследственности.

Значение генетики для медицины и здравоохранения. Вредное влияние никотина, алкоголя и других наркотических веществ на наследственность человека.

Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Статистические закономерности модификационной изменчивости.

Мутации, их причины. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Н.И.Вавилов. Экспериментальное получение мутаций.

Мутации как материал для искусственного и естественного отбора. Загрязнение природной среды мутагенами и его последствия.

Генетика и теория эволюции. Генетика популяций. Формы естественного отбора: движущий и стабилизирующий.

Основы селекции

Генетические основы селекции растений, животных и микроорганизмов.

Задачи современной селекции. Н.И.Вавилов о происхождении культурных растений. Значение исходного материала для селекции.

Селекция растений. Основные методы селекции: гибридизация и искусственный отбор. Роль естественного отбора в селекции. Самоопыление перекрестноопыляемых растений. Гетерозис. Полиплодия и отдаленная гибридизация. Достижения селекции растений.

Селекция животных. Типы скрещивания и методы разведения. Метод анализа наследственных хозяйственно-ценных признаков у животных-производителей. Отдаленная гибридизация домашних животных.

Селекция бактерий, грибов, ее значение для микробиологической промышленности (получение антибиотиков, ферментных препаратов, кормовых дрожжей и др.). Основные направления биотехнологии (микробиологическая промышленность, генная и клеточная инженерия).

Биосфера и научно-технический прогресс

Биосфера в период научно-технического прогресса и здоровье человека. Проблемы окружающей среды: защита от загрязнения, сохранения эталонов и памятников природы, видового разнообразия, биоценозов, ландшафтов.

Клетка – основа жизни на земле

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены основные структурные и функциональные составляющие животной и растительной клетки как элементарной единицы всего живого и важная роль при передаче генетического материала из поколения в поколение. Коротко описана клеточная теория и неклеточные формы жизни, а также типы клеточной организации. Описания бактериальной, животной и растительной клеток и ядра клетки сопровождаются красочными рисунками с подробным описанием составляющих элементов. Также отмечается важная роль в жизнедеятельности организмов апоптоза – естественной, запрограммированной гибели клеток.

ABSTRACT

This article discusses the basic structural and functional components of an animal and plant cell, as an elementary unit of all living things and an important role in the transfer of genetic material from generation to generation. Cell theory and non-cellular life forms are briefly described, as well as types of cellular organization. Descriptions of bacterial, animal and plant cells and the cell nucleus are accompanied by colorful drawings with a detailed description of the constituent elements. An important role in the life of organisms apoptosis is also noted — the natural, programmed cell death.

 

Ключевые слова: клетка, клеточная теория, ядро клетки, хромосомы, белки, апоптоз.

Keywords: cell, cellular theory, cell nucleus, chromosomes, proteins, apoptosis.

 

Введение

Клетка – это основная структурная и функциональная единица всех живых организмов, живая элементарная единица, способная к самовоспроизведению. Живые организмы могут состоять из одной клетки (бактерии, одноклеточные водоросли и одноклеточные животные) или многих клеток.

Тело взрослого человека образуют около ста триллионов клеток. Форма клеток различна и обусловлена их функцией – от круглой (эритроциты) до древообразной (нервные клетки). Размеры клеток также различны – от 0,1-0,25 мкм (у некоторых бактерий) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Тело человека образовано клетками различных типов, характерным образом организующихся в ткани, которые формируют органы, заполняют пространство между ними или покрывают снаружи. Клетки окружены межклеточным веществом, обеспечивающим их механическую поддержку и осуществляющим транспорт химических веществ. Самые короткоживущие из них (1-2 дня) – это клетки кишечного эпителия. Ежедневно погибает около 70 миллиардов этих клеток. Примером других короткоживущих клеток являются эритроциты – их ежедневно погибает около 2 миллиардов [3].

Однако есть и такие клетки (например, нейроны, клетки волокон скелетных мышц), продолжительность жизни которых соответствует жизни организма. Нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся, и до конца жизни человека они способны поддерживать необходимые связи в нервной системе. Интересно то, что при нашем рождении в мозгу уже существует около 14 миллиардов клеток. И это количество не увеличивается до самой смерти, а, наоборот, постепенно уменьшается, т. е. поврежденные ткани мозга неспособны восстанавливаться путем регенерации. После того как человеку исполняется 25 лет, ежедневно происходит сокращение количества клеток мозга на 100 тысяч [1].

Несмотря на свои малые размеры, клетка представляет собой сложнейшую биологическую систему, жизнедеятельность которой поддерживается благодаря разнообразным биохимическим процессам, которые происходят под строгим генетическим контролем. Генетический контроль развития и функционирования клетки осуществляют материальные носители информации – гены. Они сосредоточены главным образом в ядре клетки, но некоторая их часть находится в других клеточных органоидах (митохондриях, пластидах, центриолях).

Строение и функционирование генетических структур клеток на микроскопическом уровне, их количественную и качественную изменчивость изучает одно из направлений генетики, называемое цитогенетикой.

Представление о клетке как об элементарной структурно-функциональной единице всех живых организмов сложилось в результате цепи изобретений и открытий, сделанных в XVI-XX веках:

1590 г. – Янсен изобрел микроскоп, в котором большое увеличение достигалось соединением в тубусе двух линз;

1965 г. – в Кембридже (Англия) установлена первая промышленно изготовленная модель электронного микроскопа.

Естественно, между этими двумя датами происходило множество событий, в результате которых были усовершенствованы микроскопы (основное средство изучения клеток), а также исследования и открытия в области генетики и, в частности, цитологии.

Клеточная теория и неклеточные формы жизни

Результатом длительного исследования строения клеток различных организмов стало создание клеточной теории, у истоков которой в ее современном виде стояли немецкий ботаник М.Я. Шлейден (1804-1881) и зоолог Т. Шванн (1810-1882). В настоящее время эта теория содержит три главных положения:

  • только клетка обеспечивает жизнь в ее структурно-функциональном и генетическом отношении;
  • единственным способом возникновения жизни на Земле является деление ранее существующих клеток;
  • клетки являются структурно-функциональными единицами многоклеточных организмов [2].

Отсюда следует, что клетка – это элементарная единица живого, вне клетки нет жизни, так как в клетке сохраняется и реализуется биологическая информация (даже у вирусов). Современная биология подтверждает, что все клетки одинаковым образом хранят биологическую информацию, передают генетический материал из поколения в поколение, хранят и переносят информацию, регулируют обмен веществ и т. д. Вместе с тем многоклеточный организм обладает свойствами, которые нельзя рассматривать как простую сумму свойств и качеств отдельных клеток.

Таким образом, клетка является обособленной и организационно наименьшей структурой, для которой характерна вся совокупность свойств жизни и которая в соответствующих условиях окружающей среды способна поддерживать в себе эти свойства и передавать их следующим поколениям.

Все многообразие живых существ можно разделить на две резко отличающиеся группы: неклеточные и клеточные формы жизни. Первая группа представляет собой вирусы, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, кодирующим синтез вирусных частиц, которые собираются из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине, используя биосинтетическую и энергетическую системы этой клетки [8].

Вирусы резко отличаются от всех других форм жизни. По строению и организации они представляют собой нуклеопротеидные частицы, по способу репродукции являются внутриклеточными паразитами. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне.

Типы клеточной организации

Клеточная структура присуща основной массе живых существ на Земле. Все эти организмы представлены клетками двух типов: прокариотическими и эукариотическими клетками. К прокариотическим клеткам относят бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты – доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Вместо ядра у них находится так называемый нуклеотид – ДНК-содержащая зона клетки прокариот (рис. 1.).

 

Рисунок 1. Схема строения бактериальной клетки

 

Строение бактериальной клетки:

1 – цитоплазматическая мембрана; 2 – клеточная стенка; 3 – слизистая капсула; 4 – цитоплазма; 5 – хромосомная ДНК; 6 – рибосомы; 7 – мезосома; 8 – фотосинтетические мембраны; 9 – включения; 10 – жгутики; 11 – пили.

Прокариотическая ДНК не содержит гистоновых белков, но связана с небольшим количеством негистоновых белков. Этот комплекс ДНК и негистоновых белков и образует нуклеотид, который обычно располагается в центре клетки. Мезосомы – это складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. Клеточная стенка придает бактериям определенную форму и упругость. Капсулы и слизистые слои – это слизистые или клейкие выделения бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а слизистый слой намного рыхлее. И капсулы, и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток. Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков, которые по своей структуре напоминают одну из микротрубочек эукариотического жгута. Пили, или фимбрии – это тонкие выросты на клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий. Их число варьирует у разных видов от одной до нескольких сотен. Рибосомы – органоиды клетки, участвующие в синтезе белка. У прокариот они несколько мельче эукариотических [6].

Эукариотические клетки представлены двумя подтипами: клетками одноклеточных организмов, которые структурно и физиологически являются самостоятельными организмами, и клетками многоклеточных организмов. Последние разделяют на растительные и животные клетки. На рисунке 2 представлены составы животной и растительной клетки.

 

Рисунок 2. Животная и растительная клетка

 

В клетке можно выделить 4 группы структурных компонентов: 1) мембранная система; 2) клеточные органоиды; 3) цитоплазматический матрикс; 4) клеточные включения. В свою очередь, мембранную систему составляют: 1) клеточная плазматическая мембрана; 2) цитоплазматическая сеть и 3) пластичный комплекс Гольджи. Клеточная мембрана отделяет цитоплазму клетки от наружной среды или клеточной стенки (у растений) и выполняет три основные функции: отграничивающую, барьерную и транспортную. Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и внешней средой, в движении клеток и в сцеплении друг с другом. Цитоплазму всех эукариотических клеток пронизывает сложная система мембран, получившая название цитоплазматической сети. Пластичный комплекс Гольджи обычно локализуется вблизи клеточного ядра и состоит из многочисленных групп цистерн, которые ограничены мембранами, имеющими гладкую поверхность. Одной из основных функций комплекса Гольджи является транспорт веществ и химическая модификация поступающих в него веществ. Другой важной функцией этого комплекса является формирование лизосом [2].

Клеточные органоиды и ядро клетки

Клеточные органоиды (клеточные органеллы) – это постоянные дифференцированные клеточные структуры, имеющие определенные функции и строение. К клеточным органоидам относят ядро, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, пластиды, жгутики и реснички.

Ядро – важнейшая составная часть клетки. Это наиболее крупный органоид клетки, составляющий 10-20 % ее объема. Оно может находиться в состоянии покоя или деления (мейоза). Ядро управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки. Эти процессы сложны и многообразны: клетка должна поддерживать форму, получать извне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества

Клеточное ядро имеет шаровидную или вытянутую форму. Основная функция ядра – хранение наследственной информации или генетического материала. Ядро состоит из ядерной оболочки и расположенных под ней нуклеоплазмы, ядрышка и хроматина (рис. 3).

 

Рисунок 3. Строение ядра клетки

 

Как видно из рисунка, ядерная оболочка пронизана порами диаметром 80-90 нм, количество которых в типичной животной клетке составляет 3-4 тыс. пор. Содержимое клеточного ядра называется нуклеоплазмой, или кариоплазмой. Нуклеоплазма отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой. Ядерная оболочка образована двумя    мембранами – наружной и внутренней. Химический состав ядерной оболочки достаточно сложен, основными химическими компонентами ядерных оболочек являются липиды (13-35%) и белки (50-75%) [4].

Ядра клеток могут содержать одно и более ядрышек. Ядрышки состоят из рибонуклеопротеидов, из которых в дальнейшем образуются субъединицы рибосом. Здесь происходит синтез рРНК (рибосомальной РНК).

Хроматин следует считать главным компонентом ядра. В нем заключена наследственная информация, которая передается при каждом делении клетки, а также реализуется в процессе жизнедеятельности самой клетки. Хроматин ядра клетки состоит их хроматиновых нитей. Каждая хроматиновая нить соответствует одной хромосоме, которая образуется из нее путем спирализации.

Из многочисленных свойств и функций ядерной оболочки следует подчеркнуть ее роль как барьера, отделяющего содержимое ядра от цитоплазмы и активно регулирующего транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой. Другой важной функцией ядерной оболочки следует считать ее участие в создании внутриядерной структуры.

Строение и химический состав хромосом.

Хромосомы – это самовоспроизводящиеся органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов. Основная функция хромосом – хранение, воспроизведение и передача генетической информации при размножении клеток и организмов. Хромосомы эукариотических клеток состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть состава хромосом (65%). Все хромосомные белки разделяют на гистоновые и негистоновые [7].

Гистоновые белки, или гистоны – это белки, богатые остатками аргинина и лизина, определяющими их щелочные свойства. Гистоны присутствуют в ядрах в виде комплекса с ДНК. Они выполняют две важные функции – структурную и регуляторную. Структурная функция заключается в том, что они обеспечивают пространственную организацию ДНК в хромосомах и играют важную роль в ее упаковке. Регуляторная функция гистоновых белков состоит в регуляции синтеза нуклеиновых кислот (как ДНК, так и РНК).

Негистоновые белки представлены большим количеством молекул, которые разделяют более чем 100 функций. Среди этих белков есть ферменты, ответственные за репарацию, репликацию, транскрипцию и модификации ДНК. Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаружены небольшие количества РНК, липидов, полисахаридов и ионы металлов.

Морфологию хромосом изучают во время митоза методом микроскопии. В этот период хромосомы максимально спирализованы. В первой половине митоза хромосомы состоят из двух одинаковых по форме структурных и функциональных элементов, называемых хроматидами, которые соединены между собой в области первичной перетяжки. В месте первичной перетяжки расположена центромера – особым образом организованный участок хромосомы, общий для обоих сестринских хроматид.

Во второй половине митоза происходит деление центромеры и отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками. Для каждой хромосомы положение центромеры строго постоянно.

В некоторых растительных клетках и всех животных клетках находится характерно окрашиваемая часть цитоплазмы, которую называют центросомой или клеточным центром. В состав центросомы входит пара центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу (рис. 4).

 

Рисунок 4. Составные части материнской и дочерней центриоли

 

Стенка центриоли образована   27 микротрубочками, сгруппированными в 9 триплетов. Пару центриолей иногда называют диплосомой. В каждой диплосоме одна центриоль зрелая, материнская, другая – незрелая, дочерняя, является уменьшенной копией материнской [5].

Митохондрии – это органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Форма и размеры митохондрий очень разнообразны. Обычный диаметр митохондрий от 0,2 до 1 мкм, длина достигает 10-12 мкм. Число митохондрий в различных клетках варьирует в широких пределах – от 1 до 107. Митохондрия имеет две мембраны – наружную и внутреннюю, между которыми расположено межмембранное пространство.

Основная функция митохондрии – синтез АТФ, т. е. образование энергии – около 95% в животной клетке и чуть меньше – в растительной, специфических белках и стероидных гормонах.

Рибосома – органоид клетки, осуществляющий биосинтез белка. Представляет собой рибонуклеопротеиновую частицу диаметром 20-30 нм. В прокариотической клетке около 10 тыс. рибосом, а в эукариотической – 50 тыс. Рибосомы состоят из двух субчастиц – большой и малой. В цитоплазме клетки рибосома связывается с мРНК и осуществляет синтез белка.

Лизосома – органоид клеток животных и грибов, осуществляющий внутриклеточное пищеварение. Местом формирования лизосом является комплекс Гольджи. Внутри лизосом содержится более 20 различных ферментов. В клетке обычно находятся десятки лизосом.

Пластиды – это органоиды эукариотической растительной клетки. Каждая пластида ограничена двумя элементарными мембранами. Пластиды разнообразны по форме, размерам, строению и функции. По различной окраске различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обычно в клетке встречается только один из перечисленных пластид. Каждая клетка содержит несколько десятков хлоропластов, в каждом из которых находится 10-60 копий ДНК.

Жгутик – органелла движения ряда простейших. В клетке бывает 1-4 жгутика, а редко и более. Жгутик эукариотической клетки – это вырост толщиной около 0,25 мкм и длиной 150 мкм, покрытый плазматической мембраной. Как и другие органеллы, жгутик имеет сложную структуру. Движутся жгутики, в отличие от ресничек, волнообразно. Ресничка – органелла движения или рецепции у клеток животных и некоторых растений. Движутся реснички обычно маятникообразно.

Цитоплазма клетки состоит из цитоплазматического матрикса и органоидов. Цитоплазматический матрикс заполняет пространство между клеточной мембраной, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Химический состав цитоплазматического матрикса разнообразен и зависит от выполняемых клеткой функций, а также образует внутреннюю среду клетки и объединяет все внутриклеточные структуры, обеспечивая их взаимодействие.

Клеточные включения – это компоненты цитоплазмы, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, и конечных его продуктов. Особый вид клеточных включений – остаточные тельца – продукты деятельности лизосом [4; 8].

Естественная гибель клетки (апоптоз).

Апоптоз – регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции.

К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен. Известно, что в клетке из-за блокирования ферментов прекращается синтез белка, а нет белка – нет и жизни. Морфологически апоптоз характеризуется разрушением ядра и цитоплазмы. «Осколки» погибшей клетки поглощаются и перерабатываются специальными клетками иммунной системы – фагоцитами. Но ведь клетки могут погибнуть и под воздействием случайных факторов (механических, химических и любых других). Случайная гибель клеток (а также ткани, органа) в биологии называется некрозом. Важно то, что естественная клеточная гибель (апоптоз) в отличие от некроза не вызывает воспаления в окружающих тканях [5].

В организме запрограммированная клеточная гибель выполняет функцию, противоположную митозу (делению клетки), и, тем самым, регулирует общее число клеток в организме. Апоптоз играет важную роль в защите организма при вирусных инфекциях. В частности, иммунодефицит при ВИЧ-инфекции определяется нарушениями в контроле апоптоза.

Заключение

В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На Земле много живых организмов, но только одна Жизнь: один генетический код, схожее клеточное строение, несколько десятков общих генов. Клетка имеет сложную внутреннюю организацию и специфическое взаимодействие органелл в процессе жизнедеятельности, является элементарной единицей полноценной живой системы. Клетка – это наименьшая самовоспроизводящаяся единица жизни, на уровне клетки протекают рост и развитие, размножение клеток, обмен веществ и энергии. Она является морфологической и физиологической структурой, элементарной единицей растительных и животных организмов. В многоклеточном организме протекающие процессы складываются из совокупности координированных функций его клеток. Без клетки, вне клетки и с разрушением клетки жизнь прекращается. Клетка – это Жизнь!

 

Список литературы:
1. Ахундова Э.М., Салаева С.Д. Генетика: вопросы и ответы. – Баку, 2019. – 381 с.
2. Гринев В.В. Генетика человека. – Минск: БГУ, 2006. – 131 с.
3. Гусейнова Н.Т. Цитология: Учебник. – Баку, 2018. – 224 с.
4. Курчанов Н.А. Генетика человека с основами общей генетики: Учебное пособие. – СПб.: СпецЛит, 2005. – 185 с.
5. Стволинская Н.С. Цитология / Н.С. Стволинская. – М.: Прометей, 2012. – 208 с.
6. Цаценко Л.В., Бойко Ю.С. Цитология. – Ростов-н/Д: Феникс, 2009. – 186 с.
7. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. – М.: Академкнига, 2004. – 495 с.
8. Ченцов Ю.С. Общая цитология: Учебник. – М.: МГУ, 1984. – 442 с.

 

Использование сотового телефона влияет на строение человеческих клеток

Магистрант кафедры экологии, природопользования и экологической инженерии БИ ТГУ Марина Костромеева изучила особенности индивидуальной восприимчивости пользователей к излучению мобильных телефонов. Эксперимент, проведенный на базе СибГМУ, показал, что длительное воздействие электромагнитных волн приводит к изменению структуры клеток буккального эпителия (внутренней стороны щеки). Среди выявленных патологий – разрушение ядер, нарушение расхождения хромосом при делении клеток, ряд других отклонений.

– Мобильный телефон – неотъемлемая часть жизни человека. Зачастую его активное использование начинается уже с первого класса. О влиянии «сотовых» на организм в научном сообществе много спорят. Несколько лет назад ВОЗ отнесла мобильные телефоны к группе 2 В, куда входят вещества, которые, возможно, способны вызывать рак, – говорит магистрант Биологического института ТГУ Марина Костромеева. – Вместе с моим научным руководителем, профессором БИ ТГУ, заведующим кафедрой биологии и генетики СибГМУ Николаем Ильинских мы решили провести собственное исследование. 

В эксперименте участвовали 100 добровольцев – первокурсники медицинского университета. Перед началом исследования они прошли подробное анкетирование. В начале проекта и через месяц после его запуска у студентов брали соскоб с внутренней поверхности обеих щек. Было проведено сравнение образцов клеток со стороны, часто используемой во время разговора («ведущая щека»), и с противоположной, «контрольной» щеки, которая значительно реже подвергалась воздействию излучения.

– Результаты цитогенетических исследований показали существенное увеличение частоты патологий в ядерной структуре клеток «ведущей» щеки по сравнению с аналогичными нарушениями в эпителии противоположной щеки, – рассказывает Марина. – Среди выявленных патологий: микроядра (фрагменты, которые не содержат полного генома, необходимого для выживания клетки), двуядерность, кариорексис (распад клеточного ядра на части), некоторые другие отклонения. 

Согласно результатам сравнительного анализа, ядерные патологии чаще встречаются у женщин. С одной стороны, это связано с тем, что они больше разговаривают по мобильному телефону в течение дня. С другой – «виновата» дополнительная хромосома Х, присутствующая у женского пола, она обладает большей склонностью к потере и образованию микроядер по сравнению с другими хромосомами.

Помимо пола имеет значение и этническая принадлежность абонента. Экспериментальные данные показали, что у представителей монголоидной расы чувствительность к электромагнитному излучению значительно выше, чем у европеоидов.

Результаты исследования легли в основу выпускной работы, которую магистрант Биологического института успешно защитила несколько дней назад. На основании данных, полученных в ходе эксперимента, Марина Костромеева также разработала рекомендации для пользователей сотовых телефонов.

 

Строение клетки — все компоненты клеток с определениями

Автор Марина Андреева На чтение 17 мин Просмотров 8.3к. Опубликовано

Вы можете почитать про клеточную теорию, которую мы изучили на предыдущем занятии, сегодня мы  рассмотрим строение клетки. Строение клетки — это продолжение биологии в рамках понятий клеточной теории.

В этом уроке мы поговорим об обязательной структуре всего живого – клетке. Клетка — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят, как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению (животные, растения и грибы), либо является одноклеточным организмом (многие простейшие и бактерии). Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. В последнее время принято также говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.

Строение клеток

Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток:

  • прокариоты (доядерные) — более простые по строению и возникли в процессе эволюции раньше;
  • эукариоты (ядерные) — более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, в основном, являются эукариотическими.

Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.

Содержимое клетки отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.

Прокариоты (от лат. Pro — перед, до и греч. Κάρῠον — ядро, орех) — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды. Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.

Эукариоты (эвкариоты) (от греч. Ευ — хорошо, полностью и κάρῠον — ядро, орех) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.

Строение прокариотической клетки

Рисунок 1. Прокариотическая клетка бактерий

Клетки двух основных групп прокариот — бактерий и архей — похожи по структуре: характерными их признаками являются отсутствие ядра и мембранных органелл.

Основные компоненты прокариотической клетки

Основными компонентами прокариотической клетки являются:

  • Клеточная стенка, которая окружает клетку извне, защищает её, придаёт устойчивую форму, предотвращающую от осмотического разрушения. У бактерий клеточная стенка состоит из муреина, построенного из длинных полисахаридных цепей, соединенных между собой короткими пептидными перемычками. Клеточная стенка архей не содержит муреина, а построена в основном из разнообразных белков и полисахаридов.
  • Жгутики — органеллы движения некоторых бактерий. Бактериальный жгутик построен значительно проще эукариотического, и он в 10 раз тоньше, внешне не покрыт плазматической мембраной и состоит из одинаковых молекул белков, которые образуют цилиндр. В мембране жгутик закреплен при помощи базального тела.
  • Плазматическая и внутренние мембраны. Общий принцип устройства клеточных мембран не отличается от эукариот, однако химическом составе мембраны есть немало различий, в частности, в мембранах прокариот отсутствуют молекулы холестерина и некоторых липидов, присущих мембранам эукариот. Большинство прокариотических клеток (в отличие от эукариотических) не имеют внутренних мембран, которые разделяют цитоплазму на отделы (компартменты). Только у некоторых фотосинтетических и аэробных бактерий плазмалемма образует вгибание внутрь клетки, что выполняет соответствующие метаболические функции.
  • Нуклеоид — не ограниченный мембранами участок цитоплазмы, в котором расположена кольцевая молекула ДНК — «бактериальная хромосома», где хранится весь генетический материал клетки.
  • Плазмиды — небольшие дополнительные кольцевые молекулы ДНК, несущие обычно всего несколько генов. Плазмиды, в отличие от бактериальной хромосомы, не являются обязательным компонентом клетки. Обычно они придают бактерии определенные полезные для неё свойства, такие как устойчивость к антибиотикам, способность усваивать из среды определенные энергетические субстраты, способность инициировать половой процесс и тд.
  • Рибосомы прокариот, как и у всех других живых организмов, отвечают за осуществление процесса трансляции (одного из этапов биосинтеза белка). Однако бактериальные рибосомы несколько меньше, чем эукариотические и имеют другой состав белков и РНК. Из-за этого бактерии, в отличие от эукариот, чувствительны к таким антибиотикам, как эритромицин и тетрациклин, которые избирательно действуют на прокариотические рибосомы.
  • Споры (эндоспоры) — окруженные плотной оболочкой структуры, содержащие ДНК бактерии и обеспечивающее выживание в неблагоприятных условиях. К образованию спор способны лишь некоторые виды прокариот, например в частности возбудитель столбняка, возбудитель ботулизма и возбудитель сибирской язвы. Для образования эндоспоры клетка реплицирует свою ДНК и окружает копию плотной оболочкой, из созданной структуры удаляется избыток воды, и в ней замедляется метаболизм. Споры бактерий могут выдерживать довольно жесткие условия среды, такие как длительное высушивание, кипячение, коротковолновое облучение.

Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

Вы можете увидеть сравнение по признакам прокариот и эукариот в таблице.

Признак Прокариоты Эукариоты
Размеры клеток Средний диаметр 0,5 —10 мкм Средний диаметр 10 — 100 мкм
Организация генетического материала
Форма, количество и расположение молекул ДНК Обычно имеется одна кольцевая молекула ДНК, размещенная в цитоплазме Обычно есть несколько линейных молекул ДНК — хромосом, локализованных в ядре. В интерфазном ядре (вне деления) хромосомы представляют собой хроматин: ДНК компактизируется в комплексе с белками
Деление
Тип деления Простое бинарное деление. Веретено деления не образуется Мейоз или митоз
Органеллы
Наличие мембранных органелл Окруженные мембранами органеллы отсутствуют, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки Имеется большое количество одномембранных и двумембранных органелл

Строение эукариотической клетки

Строение эукариотической клетки смотрите на рисунке.

Рисунок 2. Строение эукариотической клетки

Поверхностный комплекс клетки

Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной. Это биологическая мембрана, толщиной около 10 нанометров. Обеспечивает в первую очередь разграничительную функцию по отношению к внешней для клетки среде. Кроме этого она выполняет транспортную функцию.

Поверхностый аппарат животных клеток дополнительно включает гликокаликс. Гликокаликс представляет собой «заякоренные» в плазмалемме молекулы углеводов. Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции.

У большинства грибов и растений есть клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции.

Рисунок 3. Клеточная мембрана.

Мембрана клетки

  1. Барьер толщиной около 8 нм, отделяет живую клетку от окружающей ее среды
  2. Фосфолипиды и белки являются основными макромолекулами в мембранах
  3. Составляющие являются амфипатическими молекулами
  4. Имеются гидрофобные и гидрофильные области
  5. Избирательно проницаема, что позволяет некоторым веществам проходить легче, чем другим.

Цитоплазма

Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в котором «плавают» ядро и другие органоиды. На самом деле это не так. Внутреннее пространство эукариотической клетки строго упорядочено.

Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек, служащих внутриклеточными «дорогами», и специальных белков динеинов и кинезинов, играющих роль «двигателей». Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются в необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки.

Эндоплазматический ретикулум

В эукариотической клетке существует система переходящих друг в друга мембранных отсеков (трубок и цистерн), которая называется эндоплазматическим ретикулумом (или эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС). Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены рибосомы, относят к шероховатому (гранулярному, грубому) эндоплазматическому ретикулуму, на его мембранах происходит синтез белков. Те компартменты, на стенках которых нет рибосом, относят к гладкому ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов. Внутренние пространства гладкого и гранулярного ЭПР не изолированы, а переходят друг в друга и сообщаются с просветом ядерной оболочки.

Рисунок 4. Эндоплазмический ретикулум

Гранулярный ЭПР

  •  Расположены в плоских мешках
  •  Рибосомы на поверхности придают ей грубый вид
  •  Некоторые полипептидные цепи входят в грубый ЭПР и модифицированы
  •  Клетки, которые специализируются на секретировании белков, имеют много грубых ЭПР

Гладкий ЭПР

  •  Серия взаимосвязанных трубочек
  •  На поверхности нет рибосом
  •  Липиды собраны внутри канальцев
  •  Гладкая ЭПР печени инактивирует отходы, лекарства
  •  Саркоплазматическая сеть мышц является специализированной формой, которая хранит кальций

Функции ЭПР

Гладкий ЭПР

  1. Синтезирует липиды
  2. Метаболизирует углеводы
  3. Детоксифицирует лекарства и яды
  4. Накапливает ионы кальция

Гранулированный ЭПР

  1. Имеет связанные рибосомы
  2. Распределяет транспортные пузырьки, белки, окруженные мембранами
  3. Является мембранным заводом для клетки
  4. Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. В цистернах аппарата Гольджи созревают некоторые белки, синтезированные на мембранах гранулярного ЭПР и предназначенные для секреции или образования лизосом. То есть это органоид, который упаковывает синтезированные в клетке вещества и побочные продукты для дальнейшей секреции или расщепления.

Рисунок 5. Аппарат Гольджи

Функции аппарата Гольджи

  1. Модифицирует продукты клетки.
  2. Производит определенные макромолекулы.
  3. Сортирует и упаковывает материалы в транспортные пузырьки.

Пузырьки

Небольшие мембранно-замкнутые мешковидные пузырьки образуются в большом количестве во множестве типов, как сами по себе, так и в почках. Есть много типов, но два основных: лизосомы и пероксисомы.

Лизосомы

Лизосомы, которые исходят из органов Гольджи, принимают участие во внутриклеточном пищеварении. Они содержат мощные ферменты, которые могут расщеплять углеводы , белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Везикулы внутри лейкоцитов или амеб доставляют лизосомы к поглощенным бактериям, клеточным частям и другому мусору. Ферменты работают лучше всего в кислой среде внутри лизосомы.

Лизосомы разрушают изношенные части клеток или молекулы, чтобы их можно было использовать для создания новых клеточных структур. Некоторые типы клеток могут поглощать другие клетки путем фагоцитоза; это формирует пищевую вакуоль. Лизосома сливается с пищей вакуолизирует и переваривает молекулы. Лизосомы также используют ферменты для рециркуляции собственных органелл и макромолекул клетки, процесс, называемый аутофагией.

Пероксисомы

У растений и животных пузырьки, называемые пероксисомами, образуют и делятся сами по себе, поэтому они не являются частью эндомембранной системы.

Пероксисомы содержат ферменты, которые переваривают жирные кислоты и аминокислоты. Они также расщепляют перекись водорода, токсичный побочный продукт метаболизма жирных кислот.

Ферменты пероксисом превращают перекись водорода в воду и кислород или используют ее в реакциях, которые расщепляют алкоголь и другие токсины.

Ядро

Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации (например, в процессе сплайсинга из молекул матричной РНК исключаются незначащие, бессмысленные участки), после чего они выходят в цитоплазму.

Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками. Оболочка ядра двумембранная, сливается с шероховатым ЭПР. В некоторых местах внутренняя и внешняя мембраны ядерной оболочки сливаются и образуют так называемые ядерные поры, через которые происходит материальный обмен между ядром и цитоплазмой.

Рисунок 6. Ядро клетки.

Вакуоль

Вакуоль — одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз и др.). Вакуоли развиваются из мембранных пузырьков — провакуолей. Провакуоли являются производными эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, они сливаются и образуют вакуоли.

Рисунок 7. Вакуоль.

Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент. Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада. Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений: во многих зрелых клетках растений они составляют более половины объёма клетки, при этом они могут сливаться в одну гигантскую вакуоль. Одна из важных функций растительных вакуолей — накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления). Вакуоль — это место запаса воды.

Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт, а содержимое вакуоли — клеточный сок. Клеточный сок состоит из воды и растворенных в ней веществ.

Цитоскелет

К элементам цитоскелета относят белковые фибриллярные структуры, расположенные в цитоплазме клетки: микротрубочки, актиновые и промежуточные филаменты. Микротрубочки принимают участие в транспорте органелл, входят в состав жгутиков, из микротрубочек строится митотическое веретено деления. Актиновые филаменты необходимы для поддержания формы клетки, псевдоподиальных реакций. Роль промежуточных филаментов, по-видимому, также заключается в поддержании структуры клетки. Белки цитоскелета составляют несколько десятков процентов от массы клеточного белка.

Центриоли

Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных (у растений центриолей нет, за исключением низших водорослей). Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована микротрубочками.

Вокруг центриолей находится так называемый центр организации цитоскелета, район в котором группируются минус концы микротрубочек клетки.

Рисунок 8. Центриоли.

Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. В ходе митоза они расходятся к разным концам клетки, формируя полюса веретена деления. После цитокинеза каждая дочерняя клетка получает по одной центриоли, которая удваивается к следующему делению. Удвоение центриолей происходит не делением, а путём синтеза новой структуры, перпендикулярной существующей.

Митохондрии

Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит также за счёт энзиматических систем митохондрий.

Внутренний просвет митохондрий, называемый матриксом, отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство. Внутренняя мембрана митохондрии образует складки, так называемые кристы. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии.

Рисунок 9. Митохондрии.

Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы, что, безусловно, указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии. Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов.

Пластиды

Пластиды (от др.-греч. Πλαστόс — вылепленный) — полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат.

Согласно симбиогенетической теории пластиды, как и митохондрии, произошли в результате «захвата» древней цианобактерии предшественником эукариотической «хозяйской» клетки. При этом внешняя мембрана пластид соответствует плазматической мембране хозяйской клетки, межмембранное пространство — внешней среде, внутренняя мембрана пластид — мембране цианобактерии, а строма пластид — цитоплазме цианобактерии. Наличие трёх (эвгленовые и динофлагелляты) или четырёх (золотистые, бурые, жёлто-зелёные, диатомовые водоросли) мембран считается результатом двух- и трёхкратного эндосимбиоза соответственно.

Хлоропласты (от греч. Χλωρός — «зелёный») — зелёные пластиды, которые встречаются в клетках фотосинтезирующих эукариот. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл.

В одной клетке листа может находиться 15—20 и более хлоропластов, а у некоторых водорослей — лишь 1 -2 гигантских хлоропласта (хроматофора) различной формы.

Хлоропласты ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней. Наружная мембрана отграничивает жидкую внутреннюю гомогенную среду хлоропласта — строму (матрикс) В строме содержатся белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула) , РНК, рибосомы и запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна), а также ферменты, участвующие в фиксации углекислого газа.

Внутренняя мембрана хлоропласта образует впячивания внутрь стромы — тилакоиды, которые имеют форму уплощенных мешочков (цистерн) . Несколько таких тилакоидов, лежащих друг над другом, образуют грану, и в этом случае они называются тилакоидами граны. Именно в мембранах тилакоидов локализованы светочувствительные пигменты, а также переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света.

Рисунок 10. Хлоропласты.

Межклеточные контакты

У высших животных и растений клетки объединены в ткани и органы, в составе которых они взаимодействуют между собой, в частности, благодаря прямым физическим контактам. В растительных тканях отдельные клетки соединяются между собой с помощью плазмодесм, а животные образуют различные типы клеточных контактов, в основном десмосомы.

Плазмодесмы растений — это тонкие цитоплазматические каналы, которые проходят через клеточные стенки соседних клеток, соединяя их между собой. Полость плазмодесм устлана плазмалеммой. Совокупность всех клеток, объединенных плазмодесмами, называется симпластом, между ними возможен регулируемый транспорт веществ.

Осмотическое давление в клетке

Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос). Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Мера градиента осмотического давления, то есть различия водного потенциала двух растворов, разделённых полупроницаемой мембраной, называется тоничностью. Раствор, имеющий более высокое осмотическое давление по сравнению с другим раствором, называется гипертоническим, имеющий более низкое — гипотоническим.

Тургор тканей — напряжённое состояние оболочек живых клеток. Тургорное давление — внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в неё в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.

Тургор обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением клетки, которое вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки.

Рисунок 11. Взаимодействие эритроцитов и растительной клетки с растворами.

Дифференцировка клеток многоклеточного организма

Многоклеточные организмы состоят из клеток, которые в той или иной степени отличаются по строению и функциям, например, у взрослого человека около 230 различных типов клеток. Все они являются потомками одной клетки — зиготы (в случае полового размножения) — и приобретают различия в результате процесса дифференцировки.

Дифференцировка в подавляющем большинстве случаев не сопровождается изменением наследственной информации клетки, а обеспечивается лишь путем регуляции активности генов, специфический характер экспрессии генов наследуется во время деления материнской клетки обычно благодаря эпигенетическим механизмам. Однако есть исключения: например, при образовании клеток специфической иммунной системы позвоночных происходит перестройка некоторых генов, эритроциты млекопитающих полностью теряют всю наследственную информацию, а половые клетки — её половину.

Различия между клетками на первых этапах эмбрионального развития появляются, во-первых, вследствие неоднородности цитоплазмы оплодотворенной яйцеклетки, из-за чего во время процесса дробления образуются клетки, различающиеся по содержанию определенных белков и РНК; во-вторых, важную роль играет микроокружение клетки — её контакты с другими клетками и средой.

Возникновение клеток

Доподлинно неизвестно, когда на Земле появилась первая клетка и каким путем она возникла. Наиболее ранние вероятные ископаемые остатки клеток, приблизительный возраст которых оценен в 3,49 млрд лет, найдены на востоке Пилбары (Австралия), хотя биогенность их происхождения была поставлена под сомнение. О существовании жизни в раннем архее свидетельствуют также строматолиты того же периода.

Возникновению первых клеток должно было предшествовать накопление органических веществ в среде и появление определенной формы пребиотического метаболизма. Протоклетки содержали как минимум два обязательных элемента: наследственную информацию в виде молекул, способных к саморепликации, и определенного рода оболочки, которая ограждала внутреннее содержимое первых клеток от окружающей среды.

Наиболее вероятным кандидатом на роль саморепликативных молекул является РНК, поскольку она может одновременно выступать и носителем наследственной информации, и катализатором; кроме того, РНК, в отличие от ДНК, самодостаточна для осуществления биосинтеза белков.

Подробнее о клетке вы можете узнать из видео:

Без клетки нет жизни, клетка — это наша жизнь. Поэтому если узнавать больше о клетке, то можно объяснить, например, действие многих компонентов на нашу жизнь и самочувствие. Изучайте строение клетки и особенно важно изучать клетку будущим врачам.

просто и понятно об их роли в биологии

Органоиды клетки, они же органеллы, представляют собой специализированные структуры собственно клетки, отвечающие за различные важные и жизненно необходимые функции. Почему же все-таки «органоиды»? Просто тут эти компоненты клетки сопоставляются с органами многоклеточного организма.

Также порой под органоидами понимается исключительно лишь постоянные структуры клетки, которые находятся в ее цитоплазме. По этой же причине ядро клетки и ее ядрышко не называют органоидами, равно как и не являются органоидами клеточная мембрана, реснички и жгутики. А вот к органоидам, входящим в состав клетки относятся: хромосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, лизосомы. По сути это и есть основные органоиды клетки.

Если речь идет о животных клетках, то в число их органоидов также входят центриоли и микрофибриллы. А вот в число органоидов растительной клетки еще входят только свойственные растениям пластиды. В целом состав органоидов в клетках может существенно отличатся в зависимости от вида самой клетки.

Рисунок строения клетки, включая ее органоиды.

Также в биологии существует такое явление как двумембраные органоиды клетки, к ним относятся митохондрии и пластиды. Ниже мы опишем свойственные им функции, впрочем, как всех других основных органоидов.

А теперь коротко опишем основные функции органоидов животной клетки. Итак:

В целом все органоиды являются важными, ведь они регулируют жизнедеятельность клетки.

И в завершение тематическое видео про органоиды клетки.

Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

Структура ячейки

| SEER Training

Представления о клеточной структуре значительно изменились с годами. Ранние биологи рассматривали клетки как простые мембранные мешочки, содержащие жидкость и несколько плавающих частиц. Сегодняшние биологи знают, что клетки намного сложнее, чем это.

В теле есть много разных типов, размеров и форм клеток. Для наглядности вводится понятие «обобщенная ячейка».Он включает в себя функции всех типов ячеек. Клетка состоит из трех частей: клеточной мембраны, ядра и цитоплазмы между ними. Внутри цитоплазмы находятся сложные структуры из тонких волокон и сотен или даже тысяч крохотных, но различных структур, называемых органеллами.

Клеточная мембрана

Каждая клетка тела окружена клеточной (плазменной) мембраной. Клеточная мембрана отделяет материал вне клетки, внеклеточный, от материала внутри клетки, внутриклеточный.Он поддерживает целостность ячейки и контролирует прохождение материалов в ячейку и из нее. Все материалы внутри клетки должны иметь доступ к клеточной мембране (границе клетки) для необходимого обмена.

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой молекул фосфолипидов. Белки в клеточной мембране обеспечивают структурную поддержку, образуют каналы для прохождения материалов, действуют как рецепторные участки, действуют как молекулы-носители и обеспечивают маркеры идентификации.

Ядро и ядрышко

Ядро, образованное ядерной мембраной вокруг жидкой нуклеоплазмы, является центром управления клеткой.Нити хроматина в ядре содержат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), генетический материал клетки. Ядрышко представляет собой плотную область рибонуклеиновой кислоты (РНК) в ядре и место образования рибосом. Ядро определяет, как клетка будет функционировать, а также основную структуру этой клетки.

Цитоплазма

Цитоплазма представляет собой гелеобразную жидкость внутри клетки. Это среда для химической реакции. Он обеспечивает платформу, на которой другие органеллы могут работать внутри клетки.Все функции размножения, роста и репликации клеток выполняются в цитоплазме клетки. Внутри цитоплазмы материалы перемещаются путем диффузии — физического процесса, который может работать только на короткие расстояния.

Цитоплазматические органеллы

Цитоплазматические органеллы — это «маленькие органы», взвешенные в цитоплазме клетки. Каждый тип органелл имеет определенную структуру и определенную роль в функции клетки. Примерами цитоплазматических органелл являются митохондрии, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и лизосомы.

Структура и функции клеток — Анатомия и физиология человека Дугласского колледжа I (2-е изд.)

Установка Схема

Часть 1. Характеристики быта

Часть 2. Структурная организация корпуса

Часть 3. Строение клетки, клеточные органеллы и функции

Часть 4 . Клеточные процессы, участвующие в росте

В конце этого раздела вы сможете:

И. Укажите характеристики, связанные с жизнью, и объясните, почему клетка является основной единицей жизни.

II. Опишите уровни структурной организации тела.

III. Опишите структуру и функции основных компонентов клетки.

IV. Определите метаболизм и проведите различие между анаболизмом и катаболизмом.

V. Опишите клеточные процессы, участвующие в росте человеческого тела от оплодотворенной яйцеклетки до взрослого человека.

VI. Опишите важность дифференцировки клеток для организма.

VII. Опишите общие характеристики каждого из следующих типов клеток и соотнесите их характеристики с их функциями: нервные клетки, мышечные клетки, красные кровяные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки (лейкоциты).

По окончании этого раздела вы должны уметь выполнить все следующие задачи, включая ответы на наводящие вопросы, связанные с каждой задачей.

I. Укажите характеристики, связанные с жизнью, и объясните, почему клетка является основной единицей жизни.

  1. Перечислите, объясните и приведите примеры каждой характеристики жизни.
  2. Ссылаясь на ваш ответ на вопрос № 1 выше, объясните одним предложением, почему клетка считается основной единицей жизни.

II. Опишите уровни структурной организации тела.

  1. Определите каждый из следующих уровней организации в теле:
    • Химический уровень
    • Уровень сотовой связи
    • Уровень ткани
    • Уровень органа
    • Уровень системы органов
    • Органический уровень
  2. Напишите четкое описание взаимосвязей между химическим, клеточным, тканевым, органом, системой органов и организменными уровнями организации в организме.

III. Опишите структуру и функции основных компонентов клетки.

  1. Опишите структуру (уметь идентифицировать их на схеме) и опишите функции следующих компонентов цитоплазмы:
    • Клеточная мембрана (плазматическая мембрана)
    • Эндоплазматическая сеть
    • Рибосомы
    • Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи)
    • Лизосомы
    • Митохондрии
    • Пузырь
  2. Опишите структуру (уметь идентифицировать их на схеме) и описать функции следующих ядерных компонентов:
    • Ядерная оболочка
    • Хромосомы
    • Ядрышко
  3. Используйте всю страницу, чтобы нарисовать (вручную и аккуратно!) Аннотированную диаграмму ячейки, показывающую все следующие структуры и кратко описывающую функцию каждой (простая плоская диаграмма хороша, нет необходимости показывать 3D-структуры, но определяющие характеристики каждой названной структуры должны быть ясны):
    • Плазменная мембрана
    • Ядерная оболочка
    • Ядро
    • Ядрышко
    • Гладкая эндоплазматическая сеть
    • Эндоплазматическая сеть грубая
    • Связанные рибосомы
    • Свободные рибосомы
    • Аппарат Гольджи (или комплекс Гольджи)
    • Лизосомы
    • Митохондрии
    • Пузырьки
  4. Опишите структуру (назовите все компоненты и опишите их отношения друг к другу) и перечислите общие функции «эндомембранной системы».

IV. Определите метаболизм и проведите различие между анаболизмом и катаболизмом.

  1. Дайте определение термину «метаболизм».
  2. Напишите одно предложение, в котором четко разграничиваются «анаболизм» и «катаболизм».

V. Опишите клеточные процессы, участвующие в росте человеческого тела от оплодотворенной яйцеклетки до взрослого человека.

  1. Различают деление клеток, рост клеток и дифференцировку клеток.
  2. Приведите два примера типов клеток человеческого тела, которые не подвергаются клеточному делению.
  3. Дайте определение термину «стволовая клетка».

VI. Опишите важность дифференцировки клеток для организма.

  1. Опишите, как дифференцировка клеток позволяет клеткам выполнять специализированные функции.
  2. Объясните, почему в человеческом организме важно иметь клетки, специализирующиеся на выполнении определенных функций, вместо того, чтобы все клетки были идентичны друг другу.

VII. Опишите общие характеристики каждого из следующих типов клеток и соотнесите их характеристики с их функциями: нервные клетки, мышечные клетки, красные кровяные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки (лейкоциты).

  1. Опишите общие структурные характеристики (морфологию) и функцию каждого из следующих типов клеток:
    • Нейрон
    • Мышечные волокна
    • Эритроцит
    • Лейкоцитов

Часть 1: Характеристики жизни: Каждая из различных систем органов имеет разные функции и, следовательно, уникальные роли, которые они должны выполнять в организме.Эти многие функции можно суммировать с точки зрения нескольких, которые мы можем считать определяющими для человеческой жизни: организация, метаболизм, обмен материалами, отзывчивость, движение, развитие, рост и воспроизводство.

Организация: Человеческое тело состоит из триллионов клеток, организованных таким образом, чтобы поддерживать отдельные внутренние компартменты. Эти отсеки защищают клетки организма от внешних угроз окружающей среды и поддерживают влажность и питание клеток. Они также отделяют внутренние жидкости организма от бесчисленных микроорганизмов, которые растут на поверхностях тела, включая слизистую оболочку определенных трактов или проходов.Например, в кишечном тракте содержится даже больше бактериальных клеток, чем общее количество всех человеческих клеток в организме, однако эти бактерии находятся вне организма и не могут свободно циркулировать внутри него.

Клетки, например, имеют мембрану (также называемую плазматической мембраной), которая удерживает внутриклеточную среду — жидкости и органеллы — отдельно от внешней среды клетки (внеклеточной среды). Кровеносные сосуды удерживают кровь внутри замкнутой системы, а нервы и мышцы обернуты тканевыми оболочками, которые отделяют их от окружающих структур.В грудной клетке и брюшной полости множество внутренних мембран отделяют основные органы, такие как легкие, сердце и почки, от других.

Самая большая система органов тела — это покровная система, которая включает кожу и связанные с ней структуры, такие как волосы и ногти. Поверхностная ткань кожи представляет собой барьер, который защищает внутренние структуры и жидкости от потенциально вредных микроорганизмов, токсинов и внешней среды.

Метаболизм: Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена — она ​​может только изменять форму.Ваша основная функция как организма — потреблять (поглощать) энергию и молекулы из продуктов, которые вы едите, преобразовывать часть из них в топливо для движения, поддерживать функции вашего тела, а также строить и поддерживать структуры вашего тела. Это достигается двумя типами реакций: анаболизм , и катаболизм .

  • Анаболизм — это процесс, при котором более мелкие и простые молекулы объединяются в более крупные и сложные вещества. Например, аминокислоты можно комбинировать для получения белков.Ваше тело может собирать, используя энергию, сложные химические вещества, в которых оно нуждается, комбинируя небольшие молекулы, полученные из продуктов, которые вы едите.
  • Катаболизм — это процесс, при котором более крупные и сложные вещества распадаются на более мелкие и простые молекулы. Например, сахар расщепляется на углекислый газ и воду. Катаболизм высвобождает энергию. Сложные молекулы, содержащиеся в продуктах питания, расщепляются, поэтому организм может использовать их части для сборки структур и веществ, необходимых для жизни.

Взятые вместе, эти два процесса называются метаболизмом. Метаболизм — это сумма всех анаболических и катаболических реакций, которые происходят в организме. И анаболизм, и катаболизм происходят одновременно и непрерывно, чтобы вы оставались живыми.

Каждая клетка вашего тела использует химическое соединение, аденозинтрифосфат (АТФ) , для хранения и высвобождения энергии. Клетка накапливает энергию в молекуле АТФ, а затем перемещает молекулы АТФ в то место, где энергия необходима для подпитки клеточной активности.Затем АТФ разрушается, и выделяется контролируемое количество энергии, которое клетка использует для выполнения определенной работы.

Посмотрите это видео ускоренного курса, чтобы узнать больше о метаболизме! Прямая ссылка: https://youtu.be/00jbG_cfGuQ

Обмен материалами: Организмы не существуют исключительно в пределах своих границ, но взаимодействуют с окружающей их внешней средой. Один из способов, которым они это делают, — это обмен материалами с внешней средой: получение материалов из внешней среды и удаление продуктов жизнедеятельности во внешнюю среду.Эти материалы и продукты жизнедеятельности могут быть любыми, от очень маленьких, относительно простых молекул (например, глюкозы, углекислого газа), которые должны пересекать плазматическую мембрану отдельной клетки, до целых клеток или продуктов, которые были проглочены, но не полностью переварены и / или абсорбированы и поэтому должны быть выводится из организма.

Отзывчивость: Отзывчивость — это способность организма приспосабливаться к изменениям во внутренней и внешней среде. Пример реагирования на внешние раздражители может включать движение к источникам пищи и воды и от предполагаемых опасностей.Изменения во внутренней среде организма, такие как повышение температуры тела, могут вызывать реакцию потоотделения и расширение кровеносных сосудов кожи с целью снижения температуры тела.

Движение: Движение человека включает в себя не только действия на суставы тела, но также движение отдельных органов и даже отдельных клеток. Когда вы читаете эти слова, красные и белые кровяные тельца перемещаются по вашему телу, мышечные клетки сокращаются и расслабляются, чтобы поддерживать вашу осанку и фокусировать зрение, а железы выделяют химические вещества, регулирующие функции организма.Ваше тело координирует действие целых групп мышц, чтобы вы могли перемещать воздух в легкие и из них, проталкивать кровь по всему телу и продвигать съеденную пищу через пищеварительный тракт. Сознательно, конечно, вы сокращаете свои скелетные мышцы, чтобы двигать кости скелета, перемещаться из одного места в другое и выполнять все повседневные дела.

Развитие, рост и размножение:

  • Развитие — это все изменения, через которые проходит тело в жизни.Развитие включает в себя процесс клеточной дифференциации, в котором неспециализированные клетки становятся специализированными по структуре и функциям для выполнения определенных задач в организме. Развитие также включает процессы роста и восстановления, оба из которых включают дифференцировку клеток.
  • Рост — это увеличение размера тела. Люди, как и все многоклеточные организмы, растут за счет увеличения количества существующих клеток, увеличения количества неклеточного материала вокруг клеток (например, минеральных отложений в костях) и, в очень узких пределах, увеличения размера существующих клеток.
  • Размножение — это образование нового организма из родительских организмов. У человека размножение осуществляется мужской и женской репродуктивными системами. Поскольку смерть придет ко всем сложным организмам, без воспроизводства линия организмов закончится.

Часть 2: Структурная организация человеческого тела : Прежде чем вы начнете изучать различные структуры и функции человеческого тела, полезно рассмотреть его базовую архитектуру; то есть, как его самые маленькие части собираются в более крупные конструкции.Структуры тела удобно рассматривать с точки зрения фундаментальных уровней организации, которые усложняются: субатомные частицы, атомы, молекулы, органеллы, клетки, ткани, органы, системы органов и организмы (рис. 1).

Уровни организации: Чтобы изучить химический уровень организации, ученые рассматривают простейшие строительные блоки материи: субатомные частицы, атомы и молекулы. Вся материя во Вселенной состоит из одного или нескольких уникальных чистых веществ, называемых элементами, знакомыми примерами которых являются водород, кислород, углерод, азот, кальций и железо.Самая маленькая единица любого из этих чистых веществ (элементов) — атом. Атомы состоят из субатомных частиц, таких как протон, электрон и нейтрон. Два или более атома объединяются в молекулу, такую ​​как молекулы воды, белков и сахаров, которые содержатся в живых существах. Молекулы — это химические строительные блоки всех структур тела.

Клетка — самая маленькая независимо функционирующая единица живого организма. Все живые структуры анатомии человека содержат клетки, и почти все функции физиологии человека выполняются в клетках или инициируются клетками.Даже бактерии, которые представляют собой чрезвычайно маленькие одноклеточные, независимо живущие организмы, имеют клеточную структуру.

Клетка человека обычно состоит из гибких мембран, которые окружают цитоплазму, жидкость на водной основе вместе с множеством крошечных функциональных единиц, называемых органеллами . У человека, как и у всех организмов, клетки выполняют все жизненные функции. Ткань представляет собой группу из множества похожих клеток (хотя иногда и состоящих из нескольких связанных типов), которые работают вместе для выполнения определенной функции.Орган представляет собой анатомически отличную структуру тела, состоящую из двух или более типов тканей. Каждый орган выполняет одну или несколько определенных физиологических функций. Система органов — это группа органов, которые работают вместе для выполнения основных функций или удовлетворения физиологических потребностей организма. Отнесение органов к системам органов может быть неточным, поскольку органы, которые «принадлежат» одной системе, могут также выполнять функции, являющиеся неотъемлемой частью другой системы. Фактически, большинство органов участвуют более чем в одной системе.

Уровень организма — это высший уровень организации. Организм — это живое существо, имеющее клеточную структуру и способное самостоятельно выполнять все физиологические функции, необходимые для жизни. В многоклеточных организмах, включая человека, все клетки, ткани, органы и системы органов тела работают вместе, чтобы поддерживать жизнь и здоровье организма.

Клеточный уровень организации: Вы превратились из одной оплодотворенной яйцеклетки в сложный организм, содержащий триллионы клеток, которые вы видите, когда смотрите в зеркало.В начале этого процесса развития клетки дифференцируются и становятся специализированными по своей структуре и функциям. Эти разные типы клеток образуют специализированные ткани, которые работают вместе, чтобы выполнять все функции, необходимые живому организму. Клеточные биологи и биологи, работающие в области развития, изучают, как продолжающееся деление отдельной клетки приводит к такой сложности.

Рисунок 1. Уровни структурной организации человеческого тела. Организацию тела часто обсуждают с точки зрения шести различных уровней возрастающей сложности, от мельчайших химических строительных блоков до уникального человеческого организма.

Рассмотрим разницу между клеткой кожи и нервной клеткой. Клетка кожи может иметь форму плоской пластинки (чешуйчатой) и жить только короткое время, прежде чем она будет отслаиваться и заменяться. Плотно упакованные рядами и листами, плоские клетки кожи создают защитный барьер для клеток и тканей, лежащих под ними. С другой стороны, нервная клетка может иметь форму звезды, отправляя длинные процессы длиной до метра, и может жить в течение всей жизни организма.Благодаря своим долгим извилистым процессам нервные клетки могут общаться друг с другом и с другими типами клеток тела и посылать быстрые сигналы, которые информируют организм об окружающей среде и позволяют ему взаимодействовать с этой средой. Эти различия иллюстрируют одну очень важную тему, которая согласуется на всех организационных уровнях биологии: форма структуры оптимально подходит для выполнения определенных функций, возложенных на эту структуру. Помните об этой теме, когда вы путешествуете по клетке и знакомитесь с различными типами клеток в теле.

Концепция клетки началась с микроскопических наблюдений за мертвой пробковой тканью, сделанных ученым Робертом Гуком в 1665 году. Не осознавая их функции или важности, Хук ввел термин «клетка», основанный на сходстве маленьких частей пробки с комнатами, которые монахи обитали, назывались кельями. Примерно десять лет спустя Антони ван Левенгук стал первым человеком, который наблюдал живые и движущиеся клетки под микроскопом. В последующем столетии будет развиваться теория, согласно которой клетки представляют собой основную единицу жизни.Эти крошечные наполненные жидкостью мешочки содержат компоненты, ответственные за тысячи биохимических реакций, необходимых для роста и выживания организма. В этой главе вы узнаете об основных компонентах и ​​функциях обобщенной клетки и откроете для себя некоторые из различных типов клеток в организме человека.

Посмотрите это видео Amoeba Sisters, чтобы познакомиться с клеткой! Прямая ссылка: https://youtu.be/8IlzKri08kk

Часть 3: Структура клетки, клеточные органеллы и функции

Общая структура клетки: Плазменная мембрана, Цитоплазма и Ядро :

Клеточная мембрана (также известная как плазматическая мембрана) отделяет внутреннее содержимое клетки от внешней среды.Эта мембрана обеспечивает защитный барьер вокруг клетки и регулирует, какие материалы могут проходить внутрь или наружу. Он в основном состоит из фосфолипидов, расположенных в два слоя, но также содержит холестерин и мозаику из различных белков. Вы узнаете больше о структуре и функциях плазматической мембраны в Блоке 5. Все живые клетки в многоклеточных организмах содержат внутренний цитоплазматический компартмент, состоящий из цитозоля и органелл. Цитозоль , желеобразное вещество внутри клетки, обеспечивает жидкую среду, необходимую для биохимических реакций, и в основном состоит из воды.Эукариотические клетки, включая все клетки животных, также содержат различные клеточные органеллы. Органелла («маленький орган») — это один из нескольких различных типов мембранных тел в клетке, каждое из которых выполняет уникальную функцию.

Рисунок 2. Типичная человеческая клетка. Хотя это изображение не указывает на какую-либо конкретную человеческую клетку, это типичный пример клетки, содержащей первичные органеллы и внутренние структуры.

Подобно тому, как различные органы тела работают вместе в гармонии, выполняя все функции человека, множество различных клеточных органелл работают вместе, чтобы поддерживать здоровье клетки и выполнять все ее важные функции.Органеллы и цитозоль, вместе взятые, составляют цитоплазму клетки . Ядро — это центральная органелла клетки, которая содержит ДНК клетки (рис. 2).

Органеллы эндомембранной системы: Набор из трех основных органелл вместе формирует систему внутри клетки, называемую эндомембранной системой. Эти органеллы работают вместе для выполнения различных клеточных задач, включая задачу производства, упаковки и экспорта определенных клеточных продуктов.Органеллы эндомембранной системы включают эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и везикулы.

Эндоплазматическая сеть: Эндоплазматическая сеть (ER) представляет собой систему каналов, которые являются продолжением ядерной мембраны (или «оболочки»), покрывающей ядро ​​(см. Часть 7), и состоящей из того же материала липидного бислоя. ER можно рассматривать как серию извилистых магистралей, похожих на водные каналы Венеции. ER обеспечивает проходы через большую часть клетки, которые функционируют при транспортировке, синтезе и хранении материалов.Обмоточная структура ER приводит к большой площади мембранной поверхности, которая поддерживает его многие функции (рис. 3).

Эндоплазматический ретикулум может существовать в двух формах: грубый ER и гладкий ER. Эти два типа ER выполняют очень разные функции и могут быть найдены в разном количестве в зависимости от типа клетки. Грубый ER (RER) называется так, потому что его мембрана усеяна встроенными гранулами — органеллами, называемыми рибосомами, что придает RER неровный вид. Рибосома представляет собой органеллу, которая служит местом синтеза белка и состоит из двух субъединиц.Рибосомы могут быть связанными (прикрепленными к ER) или свободными (плавающими в цитозоле). В гладком ER (SER) отсутствуют рибосомы.

Одна из основных функций гладкого ER — синтез липидов. Гладкий ER синтезирует фосфолипиды, основной компонент биологических мембран, а также стероидные гормоны.

Рисунок 3. Эндоплазматический ретикулум (ER). (a) Эндоплазматическая сеть представляет собой извилистую сеть тонких мембранных мешочков, находящихся в тесной связи с ядром клетки.Гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть очень различаются по внешнему виду и функциям. (b) Грубая эндоплазматическая сеть усеяна многочисленными рибосомами, которые являются участками синтеза белка (источник: ткань мыши). EM × 110000. (c) Гладкая эндоплазматическая сеть синтезирует фосфолипиды, стероидные гормоны, регулирует концентрацию клеточного Ca 2+ и расщепляет определенные токсины (источник: ткань мыши). EM × 110 510. (Микрофотографии предоставлены Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

По этой причине клетки, вырабатывающие большое количество таких гормонов, например, из женских яичников и мужских семенников, содержат большое количество гладкого ЭПР.В дополнение к синтезу липидов гладкий ER также секвестрирует (то есть накапливает) и регулирует концентрацию клеточного кальция (Ca 2+ ), что чрезвычайно важно в клетках нервной системы, где Ca 2+ является триггером для высвобождение нейротрансмиттера. Кроме того, гладкий ER, особенно в печени, выполняет роль детоксикации, расщепляя определенные токсины.

В отличие от гладкого ER, основная работа грубого ER — это синтез и модификация белков, предназначенных для клеточной мембраны или для экспорта из клетки.Для этого синтеза белка многие рибосомы прикрепляются к ER (придавая ему вид грубого ER). Как правило, белок синтезируется внутри рибосомы и высвобождается в канале грубого ЭПР, где к нему могут быть добавлены сахара (посредством процесса, называемого гликозилированием), прежде чем он транспортируется внутри везикулы (небольшой мешочек, заполненный жидкостью) к следующему. этап в процессе упаковки и отгрузки: аппарат Гольджи.

Аппарат Гольджи: Аппарат Гольджи отвечает за сортировку, модификацию и отгрузку продуктов, поступающих из неотложной неотложной помощи, во многом как почтовое отделение.Аппарат Гольджи выглядит как сложенные стопкой плоские диски, почти как стопки блинов странной формы. Как и ER, эти диски являются перепончатыми. У аппарата Гольджи есть две разные стороны, каждая из которых играет свою роль. Одна сторона (лицевая сторона цис ) устройства принимает продукты в виде пузырьков. Эти продукты сортируются через устройство, а затем они выпускаются с противоположной стороны (грань trans ) после переупаковки в новые пузырьки. Если продукт должен быть экспортирован из клетки, везикула мигрирует на поверхность клетки и сливается с клеточной мембраной, и груз секретируется (рис. 4).

Рисунок 4. Аппарат Гольджи. (a) Аппарат Гольджи манипулирует продуктами грубой ER. Белки и другие продукты ER отправляются в аппарат Гольджи, который организует, модифицирует, упаковывает и маркирует их. Некоторые из этих продуктов транспортируются в другие области клетки, а некоторые выводятся из клетки посредством экзоцитоза. Ферментные белки упакованы в новые везикулы, называемые лизосомами. (б) Электронная микрофотография аппарата Гольджи.

Лизосомы: Некоторые из белковых продуктов Гольджи включают пищеварительные ферменты, которые должны оставаться внутри клетки для использования в расщеплении определенных материалов.Эти ферменты упакованы в везикулы, называемые лизосомой s . Лизосома — это органелла, содержащая ферменты, которые расщепляют и переваривают ненужные клеточные компоненты, такие как поврежденные органеллы, в процессе, называемом аутофагией («самопоедание»).

Лизосомы также важны для расщепления инородных материалов. Например, когда определенные клетки иммунной защиты, такие как белые кровяные тельца, фагоцитируют (поглощают) бактерии, бактериальная клетка транспортируется в лизосому и переваривается находящимися внутри ферментами.При определенных обстоятельствах лизосомы выполняют более грандиозную и ужасную функцию. В случае поврежденных или нездоровых клеток лизосомы могут открыться и высвободить свои пищеварительные ферменты в цитоплазму клетки, убивая клетку. Этот механизм «самоуничтожения» называется автолиз , и контролирует процесс гибели клеток (механизм, называемый «апоптоз»).

Органеллы для энергетики Обработка : Помимо функций, выполняемых эндомембранной системой, клетка выполняет множество других важных функций.Подобно тому, как вы должны потреблять питательные вещества, чтобы обеспечить себя энергией, каждая из ваших клеток должна принимать питательные вещества, некоторые из которых превращаются в химическую энергию, которая может использоваться для поддержания биохимических реакций.

Митохондрия: Митохондрия (множественное число = митохондрии) представляет собой мембранную бобовидную органеллу, которая является «преобразователем энергии» клетки. Митохондрии состоят из внешней двухслойной липидной мембраны, а также дополнительной внутренней двухслойной липидной мембраны (рис. 5).Внутренняя мембрана сильно сложена в извилистые структуры с большой площадью поверхности, называемые кристами. Именно вдоль этой внутренней мембраны ряд белков, ферментов и других молекул выполняет биохимические реакции клеточного дыхания.

Эти реакции собирают энергию, хранящуюся в молекулах питательных веществ (таких как глюкоза), для синтеза АТФ, который обеспечивает клетку полезной энергией. Клетки постоянно используют АТФ, поэтому митохондрии постоянно работают.Молекулы кислорода необходимы во время клеточного дыхания, поэтому вы должны постоянно вдыхать их. Одной из систем организма, которая использует огромное количество АТФ, является мышечная система, потому что АТФ требуется для поддержания мышечного сокращения. В результате мышечные клетки заполнены митохондриями.

Рисунок 5. Митохондрия. Митохондрии — это фабрики по преобразованию энергии клетки. (а) Митохондрия состоит из двух отдельных двухслойных липидных мембран. Вдоль внутренней мембраны расположены различные молекулы, которые вместе производят АТФ, главную энергетическую валюту клетки.(б) Электронная микрофотография митохондрий. EM × 236000. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Нервным клеткам также требуется большое количество АТФ для работы натрий-калиевых насосов, которые используются для создания потенциала действия. Следовательно, отдельный нейрон будет загружен более чем тысячей митохондрий. С другой стороны, костная клетка, которая не так метаболически активна, может иметь всего пару сотен митохондрий.

The Ядро: Ядро — самая большая и самая заметная из органелл клетки (рис. 6).Ядро обычно считается центром управления клеткой, потому что оно хранит все генетические инструкции для производства белков. Интересно, что некоторые клетки тела, такие как мышечные клетки, содержат более одного ядра (рис. 7), которое известно как многоядерные. Другие клетки, такие как эритроциты (эритроциты) млекопитающих, вообще не содержат ядер. По мере созревания эритроциты выбрасывают свои ядра, освобождая место для большого количества молекул гемоглобина, которые переносят кислород по всему телу.

Внутри ядра находится план, который диктует все, что клетка будет делать, и все продукты, которые она будет производить. Эта информация хранится в ДНК. Ядро отправляет «команды» клетке через молекулярные мессенджеры, которые транслируют информацию из ДНК. Каждая клетка вашего тела (за исключением клеток, производящих яйцеклетки и сперму) содержит полный набор вашей ДНК. Когда клетка делится, ДНК должна быть продублирована, чтобы каждая новая клетка получала полный набор ДНК.

Рисунок 6. Ядро. Ядро — это центр управления клеткой. Ядро живых клеток содержит генетический материал, который определяет всю структуру и функции этой клетки.

Организация ядра и его ДНК: Как и большинство других клеточных органелл, ядро ​​окружено мембраной, называемой ядерной оболочкой . Это мембранное покрытие состоит из двух смежных липидных бислоев с тонким жидким пространством между ними. Эти два бислоя охватывают ядерные поры.Ядерная пора — это крошечный проход для прохождения белков, РНК и растворенных веществ между ядром и цитоплазмой.

Рисунок 7. Многоядерная мышечная клетка. В отличие от клеток сердечной мышцы и гладкомышечных клеток, которые имеют одно ядро, клетка скелетных мышц содержит множество ядер и называется «многоядерной». (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Внутри ядерной оболочки находится гелеобразная нуклеоплазма с растворенными веществами, которые включают строительные блоки нуклеиновых кислот.Также может быть темная масса, часто видимая под простым световым микроскопом, называемая ядрышком (множественное число = ядрышки). Ядрышко — это область ядра, которая отвечает за производство РНК, необходимых для построения рибосом. После синтеза вновь образованные субъединицы рибосомы покидают ядро ​​клетки через ядерные поры.

Генетические инструкции, которые используются для построения и поддержания организма, упорядочены в цепях ДНК.Внутри ядра расположены нити , хроматин , состоящий из ДНК и связанных белков (рис. 8). Вдоль нитей хроматина ДНК обернута вокруг набора гистоновых белков. Когда клетка находится в процессе деления, хроматин конденсируется в хромосомы, так что ДНК можно безопасно транспортировать к «дочерним клеткам». Хромосома состоит из ДНК и белков; это конденсированная форма хроматина. Подсчитано, что у человека почти 22 000 генов распределены по 46 хромосомам.

Часть 4: Клеточные процессы, участвующие в росте

Клетка Отделение , рост и дифференциация :

Cell D ivision: клеток в организме должны замещать себя на протяжении всей жизни человека. Например, клетки, выстилающие желудочно-кишечный тракт, должны часто заменяться, если они постоянно «изнашиваются» движением пищи по кишечнику. Но что заставляет клетку делиться и как она готовится к полному делению клетки? Клеточный цикл — это последовательность событий в жизни клетки с момента ее создания в конце предыдущего цикла деления клетки до тех пор, пока она не разделится, образуя две новые клетки.

Хотя в организме есть несколько клеток, которые не подвергаются клеточному делению (например, гаметы, красные кровяные тельца, большинство нейронов и некоторые мышечные клетки), большинство соматических клеток делятся регулярно. Соматическая клетка — это общий термин для обозначения клетки тела, и все клетки человека, за исключением клеток, вырабатывающих яйцеклетки и сперматозоиды (которые называются клетками зародыша , ), являются соматическими клетками.

Рис. 8. Макроструктура ДНК. Нити ДНК обернуты вокруг поддерживающих гистонов.Эти белки все больше связываются и конденсируются в хроматин, который плотно упаковывается в хромосомы, когда клетка готова к делению.

Клетка Рост : Когда клетки делятся, они растут и увеличиваются в размерах. Например, нервные клетки сначала выглядят как относительно маленькие клетки, но затем они удлиняются и становятся очень длинными клетками. Точно так же мышечные клетки растут и становятся очень длинными по мере формирования мышц.

Дифференциация клеток: Как сложный организм, такой как человек, развивается из единственной клетки — оплодотворенной яйцеклетки — в огромное множество типов клеток, таких как нервные клетки, мышечные клетки и эпителиальные клетки, характерные для взрослого человека? На протяжении всего развития и во взрослом возрасте процесс клеточной дифференциации приводит к тому, что клетки принимают окончательную морфологию и физиологию.Дифференциация — это процесс, при котором неспециализированные клетки становятся специализированными для выполнения определенных функций.

Стволовая клетка — неспециализированная клетка, которая может неограниченно делиться по мере необходимости и может при определенных условиях дифференцироваться в специализированные клетки. Стволовые клетки уникальны тем, что они также могут постоянно делиться и регенерировать новые стволовые клетки вместо дальнейшей специализации. На разных этапах жизни человека присутствуют разные стволовые клетки. Они включают эмбриональные стволовые клетки эмбриона, фетальные стволовые клетки плода и взрослые стволовые клетки взрослого человека.Один тип взрослых стволовых клеток — это эпителиальные стволовые клетки, которые дают начало кератиноцитам в нескольких слоях эпителиальных клеток в эпидермисе кожи.

Когда клетка дифференцируется, она становится специализированной; но все клетки в организме, начиная с оплодотворенной яйцеклетки, содержат одну и ту же ДНК, почему разные типы клеток стали настолько разными? Ответ аналогичен сценарию фильма. Все разные актеры в фильме читают один и тот же сценарий, однако каждый из них читает только свою часть сценария.Точно так же все клетки содержат один и тот же полный набор ДНК, но каждый тип клетки «считывает» только те участки ДНК, которые имеют отношение к его собственной функции. В биологии это называется уникальной генетической экспрессией каждой клетки.

Специализация ячейки:

По мере того, как клетки специализируются, они могут претерпевать серьезные изменения в размере, форме, метаболической активности и общей функции. Морфология (структура) зрелой клетки тесно связана с функцией, которой она специализируется (рис. 9). Мышечные волокна , например, по своей структуре и функциям далеки от зиготы, из которой они в конечном итоге возникли: это длинные тонкие структуры, которые хорошо подходят для сокращения для создания макроскопических движений на относительно большие расстояния. Некоторые нейронов (нервные клетки) исключительно длинные и тонкие по форме, опять же, чтобы действовать на относительно большие расстояния, хотя в этом случае их функция заключается в передаче информации, а не в непосредственном перемещении структур тела. Эритроциты (красные кровяные тельца) используются для транспортировки кислорода в крови; их крошечный размер и отсутствие ядра делают их подходящими для проталкивания через мельчайшие капилляры, а отсутствие митохондрий означает, что они сами не используют кислород, который должны доставлять другим клеткам. Лейкоциты (белые кровяные тельца), с другой стороны, заметно больше эритроцитов и имеют митохондрии. Большой размер макрофагов, например, означает, что они способны физически поглощать относительно крупные частицы или целые клетки, такие как бактерии, путем фагоцитоза, а их митохондрии позволяют им получить доступ к химической энергии, необходимой для их движения через ткани тела к вторжению патогенов.

Рисунок 9. Стволовые клетки. Способность стволовых клеток дифференцироваться в специализированные клетки делает их потенциально ценными в терапевтических целях, предназначенных для замены поврежденных клеток различных тканей тела. Посмотрите это видео Amoeba Sisters, чтобы узнать больше о том, как клетки становятся специализированными! Прямая ссылка: https://youtu.be/t3g26p9Mh_k Посмотрите это видео Amoeba Sisters, чтобы увидеть примеры специализированных клеток! Прямая ссылка: https://youtu.be/wNe6RuK0FfA

Cell Facts, Information & Worksheet

Не готовы приобрести подписку? Нажмите, чтобы загрузить бесплатный образец. Загрузить образец

Загрузить этот образец

Этот образец предназначен исключительно для участников KidsKonnect!
Чтобы загрузить этот рабочий лист, нажмите кнопку ниже, чтобы зарегистрироваться бесплатно (это займет всего минуту), и вы вернетесь на эту страницу, чтобы начать загрузку!

Зарегистрируйтесь

Уже зарегистрировались? Авторизуйтесь, чтобы скачать.

В биологии клетка — это основная структура организмов. Все ячейки сделаны другими ячейками. Окружающая среда за пределами клетки отделена от внутренней части клетки клеточной мембраной. Внутри некоторых клеток части клетки остаются отделенными от других частей плазматическими мембранами. См. Файл фактов ниже для получения дополнительной информации о ячейках или загрузите весь пакет рабочих листов сегодня!

  • Все живые существа состоят из клеток.
  • Клетки состоят из белков и органелл.
  • Группы клеток образуют ткани и системы.
  • Основное назначение ячейки — организовывать. Ячейки содержат множество частей, и каждая ячейка имеет свой набор функций. Некоторые клетки перемещаются по телу, например клетки крови. Другие прикреплены друг к другу, как мышечные клетки, и остаются на одном месте. Некоторые клетки, например клетки кожи, быстро делятся и воспроизводятся. Нервные клетки не делятся и не размножаются, кроме как при обычных обстоятельствах.
  • Самыми длинными клетками человеческого тела являются мотонейроны.Они могут быть длиной до 4,5 футов (1,37 метра) и простираются от нижнего отдела спинного мозга до большого пальца ноги.
  • Красные кровяные тельца переносят кислород по телу. Они создаются в костном мозге ваших костей.
  • Самая большая клетка, оплодотворенная яйцеклетка, слишком мала, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом.
  • Клетки человека имеют мембрану, удерживающую их содержимое. Однако эта оболочка — не просто мешок. У него есть рецепторы, которые идентифицируют клетку для других клеток.
  • Внутри клеточной мембраны находятся два основных отдела: цитоплазма и ядро.Цитоплазма содержит структуры, которые потребляют и трансформируют энергию и выполняют функции клетки. Ядро содержит генетический материал клетки и структуры, контролирующие деление и размножение клеток.
  • Хотя существуют разные типы ячеек, большинство ячеек имеют одинаковые компоненты. Клетка состоит из ядра и цитоплазмы, которая находится внутри клеточной мембраны. Клеточная мембрана регулирует то, что входит и выходит из клетки. Внутри каждой клетки находятся митохондрии. Митохондрии — это крошечные структуры, которые обеспечивают клетку энергией.
  • Ячейки специализируются на своих функциях. Это известно как специализированные клетки. Каждая группа специализированных клеток формирует так называемую ткань. Например, мышечные клетки сердца, которые объединяются друг с другом, образуя мышечную ткань сердечной стенки.

Ссылка / цитирование этой страницы

Если вы ссылаетесь на какое-либо содержимое этой страницы на своем собственном веб-сайте, используйте приведенный ниже код, чтобы указать эту страницу как первоисточник.

Факты и рабочие листы Cell: https://kidskonnect.com — KidsKonnect, 23 ноября 2016 г.

Ссылка будет отображаться как Факты и рабочие листы Cell: https://kidskonnect.com — KidsKonnect , 23 ноября 2016 г.

Использование с любой учебной программой

Эти рабочие листы были специально разработаны для использования с любой международной учебной программой. Вы можете использовать эти рабочие листы как есть или редактировать их с помощью Google Slides, чтобы сделать их более конкретными для вашего собственные уровни способностей учащихся и стандарты учебной программы.

Ячейки

: их структура и функции

Ячейки: их структура и функции
Глава 4: Структура и функции ячеек

  Анималкулы  и первые микроскопы
 

А. Ранние микроскописты

1. Галилей видел детали глаз насекомых двумя грубыми
линзы.

2. Роберт Гук наблюдал за пробкой в ​​простые линзы, в которые он
видел крошечные отсеки, которые он назвал ячейками
(целлюлозы)
.

3. Ван Левенгук увидел протистанов, сперму и бактерии с помощью своего
линзы и микроскопы.

Б. Теория клетки

1. Шлейден (ботаник) и Шванн (зоолог):
Считалось, что все растения и животные состоят из клеток.

2. Вирхов: клетки происходят из уже существующих клеток.

C. Теория клетки: три обобщения:

1.Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.

2. Ячейка — это наименьшая единица, обладающая свойствами
жизнь.

3. Непрерывность жизни проистекает непосредственно из роста и
деление одиночных клеток.

I. Основные аспекты клеточной структуры и
Функция

A. Структурная организация клеток

1. Ячейка — это наименьший объект, который все еще сохраняет
характеристики жизни.

2. Все ячейки состоят из трех основных частей:

а. Плазматическая мембрана отделяет каждую клетку от
окружающая среда, разрешает поток молекул через мембрану,
и содержит рецепторы, которые могут влиять на клеточные
виды деятельности.

г. Область, содержащая ДНК, занимает часть
интерьер.

г. Цитоплазма содержит мембраносвязанные компартменты.
(кроме бактерий), частицы и волокна & endash; все залито
в полужидком веществе.

3. Эукариотические клетки определяются наличием у них
мембраносвязанное ядро.

4. Прокариотические клетки не имеют определенного ядра; единственный
представители — бактерии.

B. Жидкая мозаичная модель клеточных мембран

1. «Жидкая» часть клеточной мембраны состоит из
фосфолипиды.

а. Молекула фосфолипида состоит из
гидрофильная голова и два гидрофобных хвоста.

г. Если молекулы фосфолипидов окружены водой, их
кластер хвостов гидрофобных жирных кислот и двухслойный результат;
гидрофильные головки находятся на внешних гранях двухслойной
простыня.

г. Бислои фосфолипидов — структурная основа
для всех клеточных мембран.

2. Внутри бислоя фосфолипиды показывают довольно много
движение; они рассеиваются в стороны, вращаются и сгибают хвосты, чтобы
предотвращают плотную упаковку и способствуют текучести, что также приводит к
от липидов с короткими хвостами и ненасыщенных хвостов (изгиб при двойном
облигации).

C. Обзор мембранных белков

1. Множество различных белков встроены в
двухслойным или расположенным на двух его поверхностях.

2. Мембранные белки служат транспортными белками, рецепторами.
белки, белки распознавания и белки адгезии.

II. Размер и форма ячейки

A. Из-за их небольшого размера большинство ячеек можно увидеть только
с помощью светового и электронного микроскопов.

B. Размер ячейки должен быть небольшим; помните соотношение поверхности к объему!

Слишком большая ячейка не сможет двигаться
материалы в камеру и из нее.

III. В центре внимания наука: Микроскопы: путь к
Ячейки

IV. Определяющие особенности эукариотических клеток

A. Основные сотовые компоненты

1. Органеллы образуют отделенные части
цитоплазма.

2. Все эукариотических клеток содержат органеллы.

а. Ядро контролирует доступ к ДНК и
позволяет легче упаковывать ДНК во время деления клеток.

г. Эндоплазматический ретикулум (ER) модифицирует новые
образует полипептидные цепи, а также участвует в липидном
синтез.

г. Корпус Golgi модифицирует, сортирует и отправляет
белки; они также играют роль в синтезе липидов для
секреция или внутреннее употребление.

г. Везикулы транспортируют материал между органеллами и
функция внутриклеточного пищеварения.

e. Митохондрии — эффективные фабрики АТФ
производство.

3. Клетки также содержат немембранные структуры:

г. Рибосомы , «свободные» или прикрепленные к мембранам,
участвуют в сборке полипептидных цепей.

г.Цитоскелет помогает определять форму клеток,
внутренняя организация и движения.

4. Органеллы разделяют реакции по времени (с учетом
правильная последовательность) и пространство (позволяющее несовместимые реакции на
происходят в непосредственной близости).

B. Какие органеллы типичны для растений?

1. На рисунке 4.7a показано расположение частей растительной клетки.

2. Несмотря на то, что он обозначен как «типичный», ни одна диаграмма не может говорить
для всех разновидностей растительных клеток.

C. Какие органеллы типичны для животных?

1. На рис. 4.7b показано расположение частей клеток животных.

2. Несмотря на то, что он обозначен как «типичный», ни одна диаграмма не может говорить
для всех разновидностей клеток животных.

3. Также обратите внимание на различия между растительными и животными клетками,
особенно клеточная стенка и большая центральная вакуоль растения
клетки.

В.Ядро

A. Ядро изолирует ДНК, которая содержит код белка
сборка из участков (рибосомы в цитоплазме), где белки будут
быть собранным.

1. Локализация ДНК упрощает сортировку
наследственные инструкции, когда приходит время делиться клетке.

2. Мембранная граница ядра помогает контролировать
обмен сигналами и веществами между ядром и
цитоплазма.

B. Ядерная оболочка

1. Ядерная оболочка состоит из двух липидных
бислои с порами.

2. Он окружает внутри нуклеоплазму.

3. На внутренней поверхности расположены места прикрепления белка.
нити, которые закрепляют молекулы ДНК и удерживают их
организовано.

C. Ядрышко

1. Ядрышко, расположенное внутри ядра, выглядит как
более темная шаровидная масса.

2. Это область, в которой субъединицы рибосом изготавливаются заранее.
перед отгрузкой из ядра.

D. Хромосомы

1. Хроматин относится к общему количеству клеток.
сбор ДНК и связанных белков.

2. Хромосома — это отдельная молекула ДНК и ее
ассоциированные белки.

3. ДНК дублируется и конденсируется перед делением клетки.
происходит.

E. Что происходит с белками, определяемыми ДНК?

1. Некоторые из полипептидных цепей, собранных на
рибосомы накапливаются в цитоплазме.

2. Другие проходят через цитомембранную систему, где они принимают
в их окончательной форме и упаковываются в пузырьки для использования в
ячейка или на экспорт.

VI. Цитомембранная система

A. Эндоплазматическая сеть

1.Эндоплазматический ретикулум представляет собой совокупность
соединенные между собой трубки и сплюснутые мешочки, которые начинаются от ядра
и побродить по цитоплазме.

2. Есть два типа, которые различаются по наличию или отсутствию
рибосом:

а. Rough ER состоит из уложенных друг на друга уплощенных мешочков.
с множеством прикрепленных рибосом; олигосахаридные группы
прикрепляются к полипептидам, когда они проходят через
другие органеллы или секреторные пузырьки.

г. Smooth ER не содержит рибосом; это район от
какие везикулы, несущие белки и липиды, отпочковываются; это также
инактивирует вредные химические вещества.

Б. Тела Гольджи

1. В теле Гольджи , белки и липиды
проходят финальную обработку, сортировку и упаковку.

2. Мембраны Гольджи уложены стопками из
уплощенные мешочки, края которых разрываются в виде пузырьков.

C. Разнообразие пузырьков

1. Лизосомы — это везикулы, которые отпочковываются от Гольджи.
тела; они содержат мощные ферменты, которые могут переваривать содержимое
других пузырьков, изношенных частей клеток или бактерий и чужеродных
частицы.

2. Пероксисомы — это везикулы, содержащие ферменты, которые
расщепляют жирные кислоты и аминокислоты; перекись водорода
высвобожденный разрушается другим ферментом.

VII. Митохондрии

A. Митохондрии являются первичными органеллами для переноса
энергия углеводов в АТФ в условиях избытка кислорода.

B. В клетках встречаются сотни тысяч митохондрий.

1. Имеет две мембраны, внутреннюю складчатую мембрану.
(cristae) окружены гладкой внешней мембраной.

2. Внутренние и внешние отсеки, образованные мембранами, являются
важно в преобразованиях энергии.

3. Митохондрии имеют собственную ДНК и некоторые рибосомы, факт.
что указывает на возможность того, что когда-то они были независимыми
сущности.

VIII. Органеллы специализированные растения

A. Хлоропласты и пластиды прочие

1. Хлоропласты имеют овальную или дискообразную форму, ограничены.
двойной мембраной и имеет решающее значение для процесса
фотосинтез.

а. В уложенных дисках (грана) пигменты и ферменты
улавливают энергию солнечного света с образованием АТФ.

г. Сахар образуется в жидком веществе (строме).
окружающие стопки.

г. Пигменты, такие как хлорофилл (зеленый), придают отличительный
цвета к хлоропластам.

2. Хромопласты содержат каротиноиды, которые
Цвета частей растений от красного до желтого, но без хлорофилла.

3. Амилопласты не имеют пигментов; они хранят крахмал
зерна в частях растений, таких как клубни картофеля.

B. Центральная вакуоль

1. В зрелом растении центральная вакуоль может
занимают от 50 до 90% внутреннего пространства клетки!

а. хранит аминокислоты, сахар, ионы и отходы.

г. увеличивается во время роста и значительно увеличивает
площадь внешней поверхности клетки.

2. Цитоплазма вдавливается в очень узкую зону между
центральная вакуоль и плазматическая мембрана.

IX. Цитоскелет

A. Основные компоненты

1. Цитоскелет — это взаимосвязанная система
волокна, нити и решетки, которые простираются между ядром и
плазматическая мембрана.

2. Придает клеткам их внутреннюю организацию, общую форму,
и способность двигаться.

3. Основными компонентами являются микротрубочек, микрофиламентов и
промежуточные филаменты:
, все собраны из белка
субъединицы.

4. Некоторые участки временные, например «шпиндель»
микротрубочки, используемые для перемещения хромосом во время деления клеток;
другие являются постоянными, например, волокна, работающие в мышцах.
сокращение.

Б. Структурная основа движения клеток

1. За счет контролируемой сборки и разборки
их субъединицы, микротрубочки и микрофиламенты растут или сжимаются
длина (пример: движение хромосом).

2. Микрофиламенты или микротрубочки активно скользят мимо одной.
другой (пример: движение мышц).

3. Микротрубочки или микрофиламенты шунтируют органеллы из одной
местоположение в другое (пример: цитоплазматический поток).

C. Жгутики и реснички

1. Жгутики довольно длинные, обычно нет.
многочисленны и обнаруживаются на одноклеточных простейших и сперматозоидах животных.
клетки.

2. Реснички короче и многочисленнее и могут
движение к свободноживущим клеткам или может перемещать окружающую воду и
частицы, если ресничная клетка заякорена.

3. Оба этих расширения плазматической мембраны имеют 9 + 2
поперечный массив (возникающий из центриолей) и полезен в
двигательная установка.

X. Специализации клеточной поверхности

A. Стенки эукариотических клеток

1.Многие одноклеточные эукариоты имеют клеточную стенку,
поддерживающая и защитная структура за пределами плазматической мембраны

2. Микроскопические поры позволяют воде и растворенным веществам проходить к и от
нижележащая плазматическая мембрана.

3. У растений пучки целлюлозных нитей образуют первичный
клеточная стенка, которая более податлива, чем более жесткая вторичная
стена, заложенная в ней позже.

4. Плазмодесматы — каналы, пересекающие соседние стенки.
для соединения цитоплазмы соседних клеток.

B. Матрицы между клетками животных

1. Это сеть, которая удерживает клетки и ткани животных.
вместе и влияет на то, как клетки будут делиться и метаболизировать.

2. Хрящ состоит из клеток и белков (коллагена и
эластин), рассеянный в основном веществе (модифицированный
полисахариды).

C. Соединения между ячейками

1. На поверхности ткани клетки соединяются вместе, образуя
барьер между интерьером и экстерьером.

2. Обычно используются три перехода от ячейки к ячейке.

а. Плотные соединения связывают клетки эпителия
ткани для формирования уплотнений.

г. Приклеивание стыков похоже на точечную сварку тканей
подвержены растяжению.

г. Разрыв соединения связывают цитоплазму соседних
клетки; они образуют каналы связи.

XI.Прокариотические клетки: бактерии

A. Термин прокариот (буквально «перед ядром»)
указывает на существование бактерий до эволюции клеток с
ядро; бактериальная ДНК сгруппирована в отдельной области
цитоплазма.

B. Бактерии — одни из самых маленьких и простых клеток.

1. Несколько жесткая клеточная стенка поддерживает клетку и
окружает плазматическую мембрану, которая регулирует транспорт внутрь и
из клетки.

2. Рибосомы, сайты сборки белка, рассредоточены по всему телу.
цитоплазма.

3. Жгутики бактерий (без массива 9 + 2) обеспечивают движение;
пили на поверхности клетки помогают бактериям прикрепляться к поверхностям и
Другая.

Схема описывает строение клетки человека

Ответ:

Структура клетки

Представления о структуре клетки значительно изменились с годами.Ранние биологи рассматривали клетки как простые мембранные мешочки, содержащие жидкость и несколько плавающих частиц. Сегодняшние биологи знают, что клетки намного сложнее, чем это.

Иллюстрация, показывающая структуру клетки

В теле есть много разных типов, размеров и форм клеток. Для наглядности вводится понятие «обобщенная ячейка». Он включает в себя функции всех типов ячеек. Клетка состоит из трех частей: клеточной мембраны, ядра и цитоплазмы между ними.Внутри цитоплазмы находятся сложные структуры из тонких волокон и сотен или даже тысяч крохотных, но различных структур, называемых органеллами.

Клеточная мембрана

Каждая клетка в организме окружена клеточной (плазменной) мембраной. Клеточная мембрана отделяет материал вне клетки, внеклеточный, от материала внутри клетки, внутриклеточный. Он поддерживает целостность ячейки и контролирует прохождение материалов в ячейку и из нее. Все материалы внутри клетки должны иметь доступ к клеточной мембране (границе клетки) для необходимого обмена.

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой молекул фосфолипидов. Белки в клеточной мембране обеспечивают структурную поддержку, образуют каналы для прохождения материалов, действуют как рецепторные участки, действуют как молекулы-носители и обеспечивают маркеры идентификации.

Ядро и ядро ​​

Ядро, образованное ядерной мембраной вокруг жидкой нуклеоплазмы, является центром управления клеткой. Нити хроматина в ядре содержат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), генетический материал клетки.Ядрышко представляет собой плотную область рибонуклеиновой кислоты (РНК) в ядре и место образования рибосом. Ядро определяет, как клетка будет функционировать, а также основную структуру этой клетки.

Цитоплазма

Цитоплазма представляет собой гелеобразную жидкость внутри клетки. Это среда для химической реакции. Он обеспечивает платформу, на которой другие органеллы могут работать внутри клетки. Все функции размножения, роста и репликации клеток выполняются в цитоплазме клетки.Внутри цитоплазмы материалы перемещаются путем диффузии — физического процесса, который может работать только на короткие расстояния.

Цитоплазматические органеллы

Цитоплазматические органеллы — это «маленькие органы», взвешенные в цитоплазме клетки. Каждый тип органелл имеет определенную структуру и определенную роль в функции клетки. Примерами цитоплазматических органелл являются митохондрии, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и лизосомы.

Надеюсь, это вам поможет !!

Изображение модели клеток человека заворожило пользователей сети

Завораживающие и сложные красивые структуры всегда вызывают трепет у пользователей сети, и недавно еще одно изображение детализированной модели клеток человека стало вирусным в социальных сетях.Изображение, опубликованное в Твиттере исследователем медицинского факультета Стэнфордского университета, называется «Сечение клеточного ландшафта через эукариотическую клетку». Делясь фотографией, Махджабин Норузи сообщил, что модель клетки создана научным и биомедицинским аниматором Эваном Ингерсоллом совместно с преподавателем Гарвардской медицинской школы Гаэлем МакГиллом.

Норузи, исследователь рака из Стэнфорда, сказала, что она назвала фантастическое изображение «самой подробной» моделью человеческой клетки.При создании модели использовались наборы данных рентгеновской, ЯМР (ядерного магнитного резонанса) и кри-электронной микроскопии. Образ представляет собой буйство красок.

ЧИТАЙТЕ: «Мы восстанем»: ливанский художник создает вдохновляющую статую из обломков взрыва Бейрута

В левой части рисунка видны внутренние сегменты ячейки на виде сбоку. Также можно увидеть аппарат Гольджи, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, клеточную стенку и сотни белковых структур и мембраносвязанных органелл.Структура представляет собой клетку эукариот, которая представляет собой многоклеточный организм, что означает, что она может соответствовать клеточной структуре человека, собак или даже грибов и растений.

Это наиболее подробная на сегодняшний день модель клетки человека, полученная с использованием наборов данных рентгеновской, ЯМР и криоэлектронной микроскопии.

«Клеточный ландшафт в разрезе эукариотической клетки».
— Эван Ингерсолл и Гаэль МакГилл. https://t.co/YERCmdIJXH pic.twitter.com/3pxT3blsgU

— Махджабин Норузи (@Mahjabinno) 7 ноября 2020 г.

Пользователи сети загипнотизированы

С момента публикации изображение стало вирусным в социальных сетях.Пост собрал более 8000 лайков и почти 3000 ретвитов. С несколькими комментариями, в то время как один пользователь назвал изображение «динамическим», другие написали: «Когда биология станет искусством». Один пользователь сказал: «Это просто потрясающе! Сделал бы мою стену феноменальным произведением искусства. Снова полюбил мито ». Другой добавил: «Я подумал, что это вид на небо в парке развлечений».

Ух ты, поразительная сложность каждой отдельной ячейки. Я изучал молекулярную биологию 45 лет назад. В то время это было захватывающе, но с тех пор прогресс был феноменальным.

— Элеонора (@bestchillijam) 12 ноября 2020 г.

круто! выглядит намного более динамичным, чем наше классическое видение мешка с водой с несколькими органеллами внутри! действие, изменение, взаимодействия в изобилии!

— acm (@acm_redfox) 11 ноября 2020 г.

ЧИТАТЬ: Осьминог, замеченный на пляже Джуху Коливада, дает представление о природной красоте на пляжах Мумбаи

Я обрамлю это.

Это завораживает.

— Карли «Демократия спасена» Уэст (@carlyvwest) 11 ноября 2020 г.

Страшно! Каждая ячейка подобна цитадели, состоящей из фабрик

.
— Тим Скарф (@ecsquendor) 12 ноября 2020 г.

WoW! Это похоже на город, где великие архитекторы спроектировали всю инфраструктуру, здания, музеи, концертные площадки, парки и жилые дома так, чтобы они идеально сочетались друг с другом, и все прибывало вовремя в любое место.

— Джейсон Вэнс (@ achilles1974) 12 ноября 2020 г.

ЧИТАЙТЕ: Собака прыгает в воду, чтобы «спасти» владельца от нападения акулы, невероятное видео становится вирусным: смотреть

ЧИТАТЬ: Малыш Йода выходит в космос с астронавтами экипажа-1 на борту полета NASA-SpaceX: часы

Получите последние новости развлечений из Индии и всего мира. Теперь следите за вашими любимыми телевизионными знаменитостями и обновлениями телеканалов. Republic World — ваш универсальный пункт назначения новостей Болливуда .Подключайтесь сегодня, чтобы быть в курсе всех последних новостей и заголовков из мира развлечений.

Сравнение растительных и человеческих клеток

Растения и люди — это живые организмы, выживание которых зависит от факторов окружающей среды. Хотя оба едят, пьют и дышат, методы, которыми они это делают, сильно различаются. Это связано с принципиальными различиями в их ячейках. В то время как клетки, составляющие каждый организм, имеют некоторые общие черты, клетки растений и клетки человека обладают различными характеристиками, которые позволяют мгновенно их идентифицировать.

Различия между растениями и животными

Структура клетки может помочь вам определить, смотрите ли вы на клетку растения или животного. Клетки животных меньше по размеру и имеют гибкую внешнюю мембрану, которая позволяет газам, молекулам и питательным веществам проходить внутрь клетки. Более крупные растительные клетки имеют жесткие клеточные стенки, состоящие из микрофибрилл целлюлозы , жесткость которых сопоставима со сталью. Эти жесткие клеточные стенки придают растениям силу и позволяют им стоять прямо.Клеточная стенка также обеспечивает структуру, когда центральная вакуоль заполняется водой (во время фотосинтеза). Клеточные стенки растения не пропускают никакие вещества, поэтому вместо них в растительных клетках есть плазмодесмы, крошечные отверстия между клетками, которые служат «дверьми». Более гибкая структура клеток животных также позволяет животным двигаться, позволяя им путешествовать в поисках пищи. Большинство растений не двигаются сами по себе; они остаются там, где их посадили.

Vacuoles (мембранные мешочки) используются для хранения и транспортировки воды, продуктов питания и отходов.В клетках растений эти вакуоли большие; фактически они могут занимать большую часть клетки и помогать поддерживать водный баланс. Хотя вакуоли клеток животных, как правило, маленькие, их функция аналогична: отделять продукты жизнедеятельности.

Еще одно различие между растениями и животными — это способ размножения их клеток. В обоих случаях это происходит посредством митоза , когда клетка делится с образованием двух новых клеток. Но поскольку внешние слои их клеток различаются, процесс для каждого из них немного отличается.В клетках животных происходит защемление цитоплазмы , и две новые клетки разделяются. Поскольку растительные клетки имеют твердую стенку, новая клеточная мембрана должна сформировать и разделить цитоплазму на две части.

Создание или поиск пищи

Растения производят себе пищу посредством процесса, известного как фотосинтез . Посредством фотосинтеза растения используют воду, углекислый газ и солнечный свет, содержащиеся в окружающей их среде, и преобразуют их в энергию. Именно структура клеток растений делает возможным фотосинтез.Клетки растений содержат хлоропластов , мешковидные структуры, которые содержат тонкие стопки, называемые грана , которые сами по себе представляют собой стопки из тилакоидов . Именно в этих хлоропластах световая энергия преобразуется в химическую энергию.

Напротив, животные (включая людей) должны искать себе пищу. Растения используют фотосинтез для создания энергии; животным необходимо потреблять питательные вещества, которые затем преобразуются в энергию в процессе, называемом клеточное дыхание .Этот процесс происходит в цитоплазме и митохондриях , двух органеллах, обнаруженных в клетках человека.

Сходства между растениями и людьми

Поскольку оба являются живыми организмами, растения и люди имеют определенные общие характеристики. Как клеточные организмы, оба имеют ядро, которое состоит из четырех компонентов: ядерной мембраны , нуклеоплазмы , ядрышка и хроматина . Клетки растений и человека также имеют много одинаковых частей: митохондрия , аппарат Гольджи , грубый и гладкий эндоплазматический ретикулум , ядро ​​ , цитоплазма и рибосома .

Оба требуют питательных веществ и воды, чтобы выжить, и оба участвуют в каком-то виде дыхания. Хотя сам процесс отличается, оба производят белки, которые синтезируются в рибосомах. Люди, другие животные и растения содержат ДНК, которая состоит из тех же четырех строительных блоков, или нуклеотида . Хотя они имеют сходство, эти нуклеотиды расположены в разных последовательностях.

У обоих есть сосудистые ткани, которые выполняют аналогичную функцию: несут необходимую кровь или питательные вещества по всему организму.У людей эти ткани включают кровеносные сосуды; у растений они видны в коре и стеблях.

Клетки имеют особое назначение

Растения состоят из меньшего количества типов клеток, чем животные, но каждый вид растительной клетки является специализированным и выполняет определенную задачу, принося пользу организму в целом. В клетках растений есть три основные тканевые системы: наземная ткань, дермальная ткань и сосудистая ткань.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *