...
Конспект з Біології: Загальні уявлення про клітину. PDF Печать E-mail

Конспект з Біології: Загальні уявлення про клітину.

1. Цитологія як наука, етапи її розвитку.
2. Клітина як елементарна генетична структурно-функціональна біологічна одиниця.
3. Зовнішня клітинна мембрана
Основні терміни: Цитологія, клітина, плазмодії,  синцитії, симпласт, гістогенез, одноклітинні організми, багатоклітинні  організми, гідрофільні, гідрофобні,  зовнішня клітинна мембрана.
1. Цитологія як наука, етапи її розвитку.

Вивчає будову і функції тканинних клітин у багатоклітинних організмів, одноклітинні організми і ядерно-цитоплазматичні комплекси, нерозчленовані на клітини (симпласти, синцитії, плазмодії).
Симпласт – тканини, в яких немає границь між клітинами і розташуванням ядер в загальній масі протоплазми (попереково-смугасті м‘язові волокна, ряд інфузорій, зародиші деяких комах на ранніх стадіях).
Синцитії – тканини, в яких клітинні границі не повністю відділяють клітини одна від одної, є обособлені ділянки цитоплазми з ядрами, зв‘язаними між собою цитоплазматичними перемичками (характерні для зародкових та з‘єднувальних тканин – мезенхіми, кістяних тканин).
Плазмодії – рід паразитичних простіших. Викликають малярію тварин і людини. Переносять комарі-анофелеси.
- Процеси і закономірності, які вивчає цитологія, лежать в основі процесів, які вивчає гістологія, анатомія, ембріологія, фізіологія, генетика, біохімія, молекулярна біологія.
- Вивчення клітин було розпочато у другій половині 17 ст. завдяки використанню мікроскопа (Р.Гук, М.Мальпігі, Н.Грю, А. Левенгук).
- До середини 18 ст. було створено клітинну теорію (Т. Шванна) – одне із найважливіших узагальнень в біології.
- В 2й половині 19 ст. було відкрито постійні елементи клітини – органоїди і ядро в процесі мітозу.
- На початку 20 ст. при вивченні ролі хромосом виникли цитогенетика, цитохімія.
- Сучасний етап (з 50-х рр. 20 ст.) пов‘язаний із використанням електронного мікроскопа – найважливіший в практичному відношенні.
2.  Клітина як елементарна генетична структурно-функціональна біологічна одиниця.

Клітина (cellula, cytus) – основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів, елементарна жива система. Може існувати як окремий організм (бактерії, простіші, деякі водорості, гриби) або в складі тканин багатоклітинних тварин, рослин, грибів. Лише віруси є неклітинною формою життя.( Рис.1)
Вміст клітини – протоплазма. В кожній клітині є генетичний апарат, який в клітинах еукаріот міститься в ядрі, відокремлений мембранами від цитоплазми, а в клітинах прокаріотів, які не мають оформленого ядра – в нуклеоїді.
- Клітини еукаріотів здатні до самоутворення шляхом мітозу.
- Статеві клітини утворюються шляхом мейозу.
- Розміри клітини коливаються від 0,1-0,25 мкм (деякі бактерії) до 155 мм (яйце страуса в шкарлупі) .
- Діаметр більшості еукаріотних клітин лежить у межах 10-100 мкм.
- Різноманітні функції в клітині виконуються за допомогою органоїдів.
- Найважливіші хімічні компоненти клітини: білки, включаючи ферменти, містяться як у клітинах, так і в рідких  середовищах, але синтезуються лише в клітині.

Рис. 1. Форма клітин людини і тварин: а - нервова клітина  (нейрон); б, в, г — різні види епітеліальних тканин, д-клітина сполучної тканини; е — яйцеклітина; є — м'язова клітина.
- Для клітин є характерним принцип компактності (особливо виражений у структурі ДНК).
- Всередині клітини безперервно підтримується концентрація іонів, яка відрізняється від концентрації іонів у міжклітинному просторі.
- Клітинам властивий фагоцитоз (втягування клітинної мембрани і замикаються, захоплення клітинами великих молекул, білків, вірусів).
- Клітини рослин поверх клітинної мембрани покриті твердою клітинною оболонкою, яка має пори; коли клітини припиняють свій ріст, оболонки часто просочуються лігнином, кремнеземом, що надає стійкості рослині (механічні тканини).
- Клітини рослин, які високо диференційовані, мають 1 чи 2 центральні вакуолі (запас солей і води) і хлоропласти.
- Всі клітини еукаріотів мають схожий набір органоїдів.
- Різні клітини одного організму відрізняються формою і розміром, хімічним складом, функціями.
- Клітини в багатоклітинному організмі мають різну спеціалізацію ( нервові, м‘язові, залозеві (в них синтезуються гормони і ферменти).
- Багато клітин поліфункціональні (клітини печінки синтезують різні білки і жовч, накопичують глікоген і перетворюють його у глюкозу, окислюють невластиві їй речовини).
- Клітини близької за походженням і функцією, які створюють тканини (гістогенез).
- В клітинах постійно підтримуються процеси саморегуляції (обмін речовин або метаболізм).
- В організмі людини ≈ 1014 клітин. В деяких тканинах кількість клітин постійна протягом життя.
- у людини кожного дня гине ≈ 70 млрд клітин кишкового епітелію і 2 млрд еритроцитів.
- Мінімальна тривалість життя клітини людини 1-2 дні (кишковий епітелій).
- Клітини відрізняються за формою:
1) циліндричні і кубічні (в епітелії);
2) дископодібні (еритроцити), кулясті (яйцеклітини);
3) видовжені і веретеноподібні (м‘язові);
4) зірчасті (нервові).  3. Зовнішня клітинна мембранаЗовні клітина вкрита плазматичною мембраною, або зовнішньою клітинною мембраною (рис. 2, див.)   завтовшки близько 6—10 нм. Це щільна плівка із ліпідів (в основно­му фосфшіпідів) і білків. Молекули ліпідів розташовані упорядковано — перпендикулярно до поверхні, у два ша­ри так, що частини їхньої молекули, які активно взаємоді­ють з водою (гідрофільні), спрямовані назовні, а частини, які інертні до води (гідрофобні),— всередину мембрани. Молекули білка розташовані не суцільним шаром на поверхні ліпідного каркаса з обох його боків.

Рис. 2. Мозаїчна модель клітинної мембрани:
1— гідрофільні головки ліпідів;  2— гідрофобні  частини  молекул ліпідів;  3 — молекули білків; 4 — молекули вуглеводів.
Частина білків занурена у ліпідний шар, а деякі з них пронизують його наскрізь, утворюючи ділянки, через які проходить вода. Ці білки виконують різні функції: одні з них — ферменти, інші — транспортні білки, які перено­сять деякі речовини із навколишнього середовища в ци­топлазму і у зворотному напрямку.
Одна з основних властивостей біологічної мембрани — це її вибіркова проникність (напівпроникність) — одні речовини проходять через неї важко, інші легко і навіть у бік більшої концентрації. Так, для більшості клітин концентрація іонів Na+ всередині клітини значно нижча, ніж у навколишньому середовищі. Для іонівК + характерне протилежне співвідношення: їхня концентрація всередині клітини вища, ніж зовні. Через це іони Na+  завжди намага­ються проникнути в клітину, а іони К +  —вийти назовні.

Рис.3. Лізосоми в процесі фаго – і піноцитозу1, 2 — велик і мала часточки в середовищі, яке оточує клітину; захоплення часток шляхом піноцитозу (3, 4)  іфагоцитозу (1. 4); 5, 6— утворення лізосом ( — гранулярна ендопдазматина сітка), 7 —виливання ферментів лізосом у вакуолі; 8, 9 — розщеплення вмісту вакуолі (лізис); 10— виділення продуктів розщеплення; 11 — ділянка цитоплазми після впливу фермен­тів лізосом.
Вирівнюванню концентрацій цих іонів перешкоджає дія особливої системи клітинної мембрани, яка виконує роль насоса, що відкачує іони  Na+  із клітини й одночасно накачує іони К+ всередину (так званий натрій-калієвий насос).
Прагнення іонів Na+    до переміщення всередину вико­ристовується для транспорту цукрів і амінокислот у кліти­ну. При активному видаленні іонів Nа+ із клітини створю­ються умови для надходження глюкози і амінокислот всередину неї.
У багатьох клітин  поглинання речовин відбувається також шляхом фагоцитозу і піноцитозу (рис. 3). При фагоцитозі гнуч­ка зовнішня мембра­на утворює невеликі заглибини, куди по­трапляє захоплювана тверда частинка. Ця заглибина поступо­во збільшується, стає глибшою, і частинки, які потрапили в неї, занурюються всере­дину клітини. Явище фагоцитозу властиве амебам і деяким іншим найпростішим, а також лейкоци­там (фагоцитам). Аналогічно відбувається і поглинання клітинами рідин, які містять необхідні клітині речовини. Це явище було назване піноцитозом (гр. ріnо — п'ю, куtоs — порожнина).
Зовнішні мембрани різних клітин суттєво відрізняють­ся як за хімічним складом своїх ліпідів і білків, так і за відносним вмістом їх. Саме ці особливості визначають різноманітність у фізіологічній активності мембран різних клітин і їхню роль у життєдіяльності клітин і тканин. З зовнішньою мембраною зв'язана ендоплазматична сіт­ка клітини. За допомогою зовнішніх мембран здійснюють­ся різні типи міжклітинних контактів, тобто зв'язок між окремими клітинами. Для багатьох типів клітин властива наявність на їхній поверхні великої кількості виступів, складок, мікроворсинок. Вони значно збільшують площу поверхні, прискорюють обмін речовин та роблять міцніши­ми зв'язки окремих клітин між собою. У рослинних клітин зовні клітинної мембрани є товсті, добре видні в оптичний мікроскоп оболонки, які складаються із клітковини .   Ці вторинні клітинні стінки — про­дукт життєдіяльності органоїдів цитоплазми (зокрема апарату Гольджі). Вони створюють міцну опору рослин­ним тканинам (деревина). Деякі клітини тваринного по­ходження також мають ряд зовнішніх структур, що вкри­вають мембрану і виконують захисну функцію. Прикла­дом може бути хітин покривних клітин комах.
Товста целюлозна оболонка повністю не ізолює- рос­линні клітини одну від одної. У багатьох рослинних тка­нин ця оболонка пронизана численними канальцями, че­рез які проходять вирости цитоплазми (плазмодесми), сполучаючи сусідні клітини. Така будова забезпечує над­ходження продуктів життєдіяльності з однієї клітини в іншу.

 

Яндекс.Метрика >