Основные понятия цитологии. Клеточная теория
Весь материальный мир вокруг нас, называемый природой, состоит из живых и неживых организмов. Рассмотрим их сосуществование. Неживые объекты как понятие характеризовать можно по нескольким уровням: атомы, молекулы, макротела, мегаобъекты, галактики, скопления галактик и наконец - Вселенная.
Но что же является первичным элементом? Современная наука определила, что мельчайшим "кирпичиком" является кварк, из него образуются атомы и другие элементарные частицы.
Вместе с тем неживая природа существует в двух формах: вещества и поля (они оба обладают энергией). Энергию вещества отражает гениальная формула Эйнштейна:
- E = mC 2
Вещество пребывает в четырех состояниях: твердом, жидком, газообразном и как плазма.
Живые и неживые организмы не просто взаимодействуют. Обсудим это. Первично было лишь неживое: сама Земля как планета, образовавшаяся 4,5 млрд лет назад, а отсчет появления жизни на ней начался 0,5 млрд лет назад. В результате развития неживой природы возникла живая.
С тех пор не просто сосуществуют - они тесно взаимодействуют друг с другом. Под воздействием живых организмов в атмосфере Земли увеличился удельный вес кислорода и уменьшился - углекислого газа. Рельеф также изменился благодаря горам органического происхождения. Микроорганизмы определили процесс почвообразования (современный грунт, пригодный для сельского хозяйства, - продукт их жизнедеятельности). Появились залежи нефти.
Полноценное функционирование биосферы невозможно без живых организмов. Они активно способствуют всеобщему кругообороту в природе. Как видим, значение живых организмов - огромно.
Возникновение жизни
Каким образом на Земле возникла жизнь? Первоначально для нее были созданы запасы органических веществ. Академиком Александром Ивановичем Опариным в начале прошлого века экспериментально доказано возникновение под воздействием электрических зарядов в неживой природе органики, пригодной для «старта жизни». А в середине этого же столетия американский ученый Стэнли Ллойд Миллер (по сути, продолжая исследования российского академика) синтезировал нуклеиновые кислоты - основу структуры белков. По Опарину, прообразом возникновения простейших одноклеточных могли стать коацерваты - саморегулирующиеся структуры с жирной оболочкой.
Согласно принятой многими учеными версии, первые живые организмы были принесены на Землю извне, метеоритами, 500 миллионов лет назад. Версия правдоподобна, тем более что один из их классов - «углистый хондрид» - действительно приносит на Землю бактерии и микробы. А ученым станции Амудсена-Скотта удалось обнаружить и вероятного «виновника» - бактерию рода Deinococcus, способную и «путешествовать», и «десантироваться».
Животный мир
Но вернемся к реальности. Отвлечемся от асфальта мегаполисов. Стоит нам, городским жителям, выехать на природу, на дачу, мы практически везде - в воде, на земле и в воздухе, в почве - встречаем многообразие живых организмов.
Классификация
Интересно, что все это шевелящееся, дышащее, питающееся, растущее, размножающееся многообразие - все оно сводится в определенные классы живых организмов. Как же его классифицируют? За точку отсчета взят вид. Он является основой (первичным звеном) классификации живых организмов. Наибольшее их количество демонстрируют насекомые. Каждый год с завидной стабильностью наука регистрирует порядка 7 тыс. их видов. Вид имеет свой ареал обитания. Особи, его образующие, сходны по структуре, скрещиваются. Их потомство способно к размножению. Виды живых организмов расселяются не равномерно по ареалу, а популяциями, у каждой из которых - своя территория.
Подобные виды объединяются в род. Например, к роду Волки относятся волки, койоты, шакалы, Похожие роды объединяются в семейства. Семейство Псовые объединило род волков, лисиц, песцов, енотовидных собак, род гиеновидных собак. Близкие семейства, в свою очередь, объединяются в отряд. Так, семейства Псовые, Виверровые, Кошачьи, Гиеновые, Медвежьи, Енотовые, Куньи составляют отряд Хищные. Классы живых организмов объединяют их отряды. Отряд Млекопитающие, в частности, презентует 25 отрядов, назовем некоторые из них: Хищники, Грызуны, Рукокрылые, Сумчатые, Приматы, Парнокопытные, Насекомоядные, Непарнокопытные и т. д. Таким образом, многообразие живых организмов классифицировано.
Перечень классов животных
Начнем с братьев наших меньших, с представителями которых - кошками и собаками - каждый из нас сталкивался в повседневной жизни. Вышеупомянутые домашние любимцы относятся к классу Млекопитающие, названному так по способу питания своего потомства. Он насчитывает 25 отрядов, 140 семейств, около 4600 видов. К нему относятся и огромный и олень, и волк, и мышь.
Впрочем, наиболее многочисленен на земле класс Насекомые. Достаточно упомянуть, что он преобладает над классом млекопитающих на целых три порядка! Класс насекомых насчитывает порядка 30 отрядов, 1 053 578 видов (по состоянию на конец 2013 года). К крупнейшим отрядам относят жесткокрылых, чешуекрылых, двукрылых, перепончатокрылых, полужесткокрылых, прямокрылых.
Как видим, различные классы демонстрируют различные свойства живых организмов.
Амфибии (наоборот, самый «узкий» класс) насчитывают около 3,5 тыс. видов, рептилии - порядка 7 тыс. Данный немногочисленный класс приспособился к окружающей среде, предпочитая подземный и подводный образ жизни.
Класс Птицы объединяет 8,6 тыс. видов. Им присуще оперение, как помогающее во время полета, так и поддерживающее постоянную температуру тела. Размножение происходит путем откладывания яиц. Кстати, знаете ли вы, что птицы появились в результате развития одной из ветвей динозавров? Ведь они в уменьшенном формате сохранили родовые свойства гигантов, когда-то царствовавших на Земле: трубчатые кости, килевую структуру тела и, наконец, способ размножения.
Класс Рыбы насчитывает около 20 тыс. видов. Они приспособлены к жизни в воде, для чего наделены жабрами и плавниками.
Рекорды животных
Действительно, человека радует многообразие живых организмов, населяющих землю и моря с океанами. Порой природа демонстрирует настоящие феномены. Рассмотрим некоторые из них. Самым большим животным является синий кит, достигающий в длину тридцати пяти метров. Даже новорожденный китеныш уже тянет на две тонны. Самая быстрая достигает в пикирующем полете скорости 350 км/час. Признанные строители, термиты, строят свои «небоскребы»-термитники высотой до 15 м; бобры, строители плотин, не уступают им - известна, например, такая плотина (штат Монтана) длиной в 750 м. Гепард в момент своего броска достигает скорости 160 км/час. 
Наилучший «актер» в животном мире - индийский богомол. Он внешне чрезвычайно похож на цветок орхидеи, и насекомые-жертвы принимают это насекомое-хищника за источник нектара.
Самая длинная змея - южноамериканская анаконда - до 8 метров. Белки считаются сверхнадежными барометрами: за 10 часов они ощущают начало бури, что выдают своим поведением. Самая большая летающая весит 22 кг, мельчайшая, колибри, - 20 г. Наиболее громкий голос у обезьяны-ревуна (американские тропики): ее слышно за 5 километров. Самый чуткий зверь - рысь, она отчетливо различает звуки на расстоянии одного километра. Этот список можно продолжать - страница за страницей.
Свойства
Свойства живых организмов выделены в ходе исследований как родовые признаки, идентифицирующие их и отделяющие от неживой природы. Ученым-биологам удалось аналитически обобщить на уровне свойств многообразие животного мира. Действительно, все живые организмы обладают едиными (родовыми) свойствами:
- Единый химический состав. В составе живых организмов встречаются те же химические элементы, что и в неживой природе.
- Открытый характер. Они, с одной стороны, пользуются внешними источниками питания и энергии, а с другой - и отходы их жизнедеятельности, и сами они после смерти становятся частью окружающей среды.
- Осуществляют саморегуляцию, самоорганизацию по отношению к внешним факторам.
- Самовоспроизводятся, причем каждое поколение воспроизводит свойства живых организмов, его породивших.
- Изменчивы в целях лучшего приспособления к окружающей среде, приспосабливаясь к ее изменениям для эффективного выживания.
- Растут и развиваются. Если рост следует понимать как увеличение длины и массы, то развитие - это изменение самых различных характеристик живого организма.
- Возбудимость. Это свойство определяет информационную самокоординацию организма, а также регулирование его характеристик взаимодействия с окружением.
- Дискретность. Каждый живой организм можно представить как совокупность отдельных тканей, систем, органов, клеток.
Следует также отметить, что все вышеприведенные признаки живых организмов только тогда их характеризуют, когда взаимодействуют комплексно. Взятые отдельно, они не уникальны и свойственны для неживой природы. Так, например, обычный водоем обладает обменом энергии и веществ, рост есть свойством кристаллов, небесные светила - звезды, как известно, подвержены эволюции.
Из чего состоят все живые организмы
Как известно, всем живым организмам присуща клеточная структура. Сами животные клетки малы: от 10 до 100 микронов. Клетки различных тканей отличаются по форме (к примеру, клетки кожи - бокаловидные или же плоские, крови - овальные, а мышечные - удлиненные).
Сама клетка окружена мембраной, оболочкой «направленного избирательного действия». Она работает как контрольно-пропускной пункт: пропускает внутрь одни вещества и наружу - другие. Внутренность клетки заполнена движущейся плотной и зернистой жидкостью - цитоплазмой. Отметим, что клетка живого организма имеет также определенную структуру цитоплазмы, но ее мы рассмотрим позже. По цитоплазме движется «пузырьковый транспорт» - вакуоли, разносящие питательные вещества и удаляющие продукты жизнедеятельности.
Окруженное цитоплазмой, в клетке находится округлое плотное ядро - хранилище хромосом. Они контролируют и регулируют размножение и наследственность, передаваемую от материнской клетки - дочерней.
Хромосомные отличия живых организмов
Рассмотренные нами выше внешние признаки живых организмов - способность двигаться, расти и развиваться, размножаться - могут быть дополнены незаметными невооруженному взгляду, внутренними. Возьмем, к примеру, количество хромосом (структур, содержащих ДНК, находящихся в ядре клетки). Примечательно, что в клетках разных организмов они присутствуют в разных количествах. У человека их 46, у гориллы - 48, у лошади - 64, у собаки 78. Бабочка имеет 380 хромосом, а муравей Myrmecia pilosula «обделен» ими: у самки их - 2 штуки, а у самца - всего одна.
Цитоплазма как совокупность органелл
Продолжая изучать на уровне клетки, из чего состоят все живые организмы, рассмотрим сквозь микроскоп цитоплазму. Мы, вооружившись оптикой, увидим, что она неоднородна и представляет собой совокупность особых клеточных органов (органелл). Эндоплазматическую сеть составляют многочисленные мембраны, пронизанные мельчайшими каналами. У этой сетки группируются «белковые фабрики» - компактные округлые рибосомы. Еще одна органелла, названная в честь итальянского ученного Камило Она представляет собой стопку мембран-мешочков, формирует жиры и углеводы. «Желудок клетки», лизосомы, расщепляют углеводы, белки, жиры. Они, группируясь вокруг расщепляемых элементов, составляют пищеварительную вакуоль.
Еще одним органоидом, ответственным за наследственность, является клеточный центр, основа которого - два продолговатых округлых тела.
Все органеллы живой клетки работают слаженно и целенаправленно, обеспечивая ее жизнедеятельность. Этот процесс настолько сложен, что отдельная отрасль науки - цитология - изучает, из чего состоят все живые организмы.
Основные ткани
Предыдущие наши рассуждения определили строение самого маленького «кирпичика» организма - клетки. Впрочем, строение организма можно рассматривать также на уровне тканей.
Подобные по своему строению и функциональности клетки, покрывающие тела животных, их внутренние органы, называются эпителиальными. Эти защитные клетки плотно прилегают друг к другу, что не мешает им производить секрецию, выделение отработанных веществ и всасывание взаимодействующих с ними.
Как видим, живые организмы на Земле имеют неравномерную структуру тканей. Соединительные ткани составляют остов, каркас организма. К ним относятся кости, хрящи, связки, сухожилия. К соединительным тканям относят и кровь. Она выполняет двойную функцию - воздуховода (снабжая органы кислородом и отбирая от них отработанный углекислый газ) и официанта (снабжая с «кухни»-кишечника питательными веществами своих клиентов - органы - и вынося от них к органам выделения «съеденное» на клеточном уровне (микрошлаки)).
Мышечные ткани - это «гидравлика организма». Они отвечают за двигательную активность и также являются защитой и опорой для внутренних органов.
Нервные ткани, состоящие из особых клеток - нейронов - выполняют всю «тонкую настройку живого организма»: как внутреннюю координацию и синхронизацию работы его органов, так и согласованное восприятие органами чувств сигналов внешней среды. Таким образом, с другой стороны, определяя более укрупненно, из чего состоят все живые организмы, можно также сказать: из тканей. Их изучает наука гистология.
Вывод
Природа демонстрирует не случайные комбинации видов животных, а закономерные типы сложившихся сожительств. Любой вид животных обитает в свойственном ему природном сообществе. Зачастую целенаправленная, однако непродуманная деятельность человека разрушает эти сложившиеся, устоявшиеся связи. Безусловный вред наносят форсированная вырубка лесов, технологическое загрязнение рек. «Достижениями» последних столетий является уничтожение десятков тысяч видов животных. Наука призвана не просто остановить людей путем осознания ими того, с какой, собственно говоря, природной средой они взаимодействуют, но и гармонизировать эти связи. Не случайно по школьной программе изучает биология живой организм (6 класс): желание уберечь окружающую природу прививается россиянам с детства.
Вместе с тем в конце XX века взаимодействие человека и природы определяется тем фактором, что, по признанию академика Вернадского, биосфера качественно изменилась, обогатившись разумной человеческой деятельностью, эволюционировав и став ноосферой (сферой, учитывающей в том числе и аспект человеческой заботы об окружающем животном мире).
Свидетельством тому являются заповедники и национальные парки, научная работа по изучению и восстановлению редких видов, популяризация биологии. Среди спасенных от вымирания видов можно назвать зубра, бизона, сумчатых австралийских медведей, соболей, тюленей-монахов. Список можно продолжить.
Говоря о можно сказать, что современной биологией для спасения исчезающих видов разработана специальная технология создания стволовых клеток из клеток кожи животных. Далее полученные стволовые клетки можно трансформировать в гаметы - яйцеклетки и сперматозоиды животных, и с их помощью полностью воссоздать эмбрион животного.
Живые существа отличаются от неживой природы не только обменом веществ (хотя это самое существенное, самое главное их отличие), но и своим строением.
Все живые организмы состоят из клеток
. Только вирусы-возбудители некоторых инфекционных болезней (например, гриппа, кори, оспы) - не являются сами клетками и не состоят из клеток. Но размножаться они могут лишь в живой клетке.
Первый взгляд на клетки
Клетка впервые была открыта английским физиком Робертом Гуком в 1665 г.
Гук конструировал микроскопы, которые давали увеличение в 140 раз. Однажды при исследовании тонких срезов пробки он увидел, что вся пробка состоит из ячеек, или пор. Это и были клетки. Опубликовав свое наблюдение, Гук положил начало изучению клеточного строения живого мира
. Но в его описаниях не было даже намека на представление о клетке как об основной структурной единице любого живого организма. Это был просто рассказ о клеточном строении пробки.
Идея о закономерности строения и развития растений и животных
Только почти через 200 лет, в 1834 г., русским ученым П. Ф. Горяниновым была выдвинута идея о всеобщей закономерности строения и развития растений и животных. Он считал, что все живые организмы состоят из соединенных между собой клеток. Скопления клеток составляют ткани, которые в ходе роста и развития могут изменяться. Эта идея нашла свое подтверждение в трудах немецких ученых - ботаника Маттиаса Шлейдена и зоолога Теодора Шванна, которые, собрав уже накопившийся к тому времени большой фактический материал, сформулировали клеточную теорию строения растений и животных. Клеточная теория - одно из важнейших открытии человечества. Энгельс считал, что закон сохранении энергии, клеточная теория и теория эволюции Дарвина - три величайших открытия XIX в.
Клеточная теория
Клеточная теория доказала общность строения растений и животных. Изучая различные живые ткани, ученые убеждались, что все живое состоит из клеток . По мере совершенствования микроскопа клетка подвергалась все более глубокому исследованию. В последние годы с помощью электронных микроскопов, дающих увеличение в сотни тысяч раз, стало возможным изучение внутреннего строения клетки. Хотя клетка и считается простейшей структурной единицей живого существа, сама по себе она представляет очень сложную систему. В клетке происходят обмен веществ, превращение энергии, биосинтез, она обладает способностью к размножению, раздражимостью, т. е. может реагировать на изменение условий среды. Чтобы нагляднее представить себе клетку, посмотрите на схему ее строения, наблюдаемую в электронный микроскоп
В организме человека есть самые различные клетки, отличающиеся друг от друга структурой и функцией. Например, клетки, из которых состоят мышцы, удлиненные, в них есть особые нити (фибриллы), способные сокращаться. А клетки кожи (эпителиальная ткань) напоминают удлиненные кубик и, стоящие плотными рядами. Жировые клетки - круглые, они наполнены каплями жира.
Не будем перечислять всего разнообразия клеток, скажем только, что все клетки и растительного и животного мира, несмотря на их различия, имеют сходное строение. У них всегда есть более плотный наружный слой - оболочка, цитоплазма и ядро.
Все живые организмы состоят из клеток.
Растения питаются готовыми органическими веществами.
Растения способны активно перемещаться с одного места на другое.
Выделение происходит у всех живых организмов.
Размножение – это воспроизведение себе подобных.
Кислород, углерод, азот, водород – элементы, характерные только для живой природы.
Вода – хороший растворитель.
Жиры служат запасным источником энергии.
Все клетки живых организмов имеют ядро.
Цитоплазма – вязкое полужидкое вещество, внутренняя среда клетки.
Хромосомы находятся в ядре.
В результате митоза образуются четыре клетки.
В результате мейоза образуются две клетки с одинарным набором хромосом.
Мейоз состоит из двух последовательных делений.
Половые клетки имеют половинный набор хромосом.
Ткань – это группа клеток, сходных по размерам, строению и выполняемым функциям.
Образовательная ткань растения находится только в зародыше.
Хлоропласты находятся в клетках основной ткани.
Основные свойства мышечной ткани – возбудимость и сократимость.
Основное свойство нервной клетки – возбудимость и проводимость.
Побег состоит из стебля, листьев и почек.
Почка – это зачаточный побег.
Органы, объединенные общей работой, составляют систему органов.
Кровеносная система разносит по организму растворенные в крови вещества.
Только растения могут непосредственно усваивать солнечную энергию.
Животные употребляют готовые органические вещества.
Ферменты – это особые химические вещества, способствующие пищеварению
При фотосинтезе в качестве побочного продукта выделяется углекислый газ.
Все живые организмы дышат.
Трахейное дыхание характерно для насекомых.
Жабрами дышат только рыбы.
У рыбы трехкамерное сердце.
При испарении воды листья растения охлаждаются.
Растения и грибы не имеют выделительных систем.
Выделительная система рыбы состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и специального отверстия.
Обмен веществ складывается из двух противоположных процессов.
Членистоногие имеют внутренний скелет.
Человек – пальцеходящее животное.
Гормон – это вещество, выделяемое железами внутренней секреции в кровь.
Цветок – вегетативный орган.
Половые клетки называются гаметами.
Процесс слияния половых клеток называется партеногенезом.
Зигота – оплодотворенная яйцеклетка.
Семя – это приостановившийся в своем развитии зародыш.
Бластула – это двухслойный зародыш.
Влияние деятельности человека на природу – это экологический фактор.
Экосистема – это сложная система, образованная живыми организмами и окружающей средой.
Выберите правильный ответ.
Из клеток состоят :
Б. животные
2.Питание – это поступление в организм:
Б. Любых веществ
В. веществ, необходимых для роста
Г. веществ, необходимых для жизни.
3.Ответные действия называют:
А. Дыханием
Б. Реакцией
В. Движением
Г. Раздражимостью
4. В течение всей жизни растут:
Б. Животные
В. Микробы
Г. Растения.
5. В клетках живых организмов больше всего :
А. Углерода, меди, азота, водорода
Б. Углерода, кислорода, серы, водорода
В. углерода, фосфора, азота, водорода
Г. углерода, кислорода, азота, водорода.
6. Какими буквами отмечены органические вещества:
Г. Углеводы
Е. Нуклеиновые кислоты
Наследственная информация хранится в:
Б. Рибосомах
В. Лизосомах
Г. Хромосомах
Клетки зеленых растений образуют органические вещества с помощью:
Б. Фагоцитоза
В. Фотосинтеза
Г. Фотоцитоза
В результате митоза из одной клетки образуются:
Б. 3 клетки
В. 4 клетки
Г. 5 клеток
В результате мейоза из одной клетки образуются :
Б. 3 клетки
В. 4 клетки
Г. 5 клеток
11.Кончики корня и побега состоят из ткани, которую называют :
А. Механической
Б. Проводящей
В. Покровной
Г. Образовательной
Возбудимость и проводимость – свойства клеток, которые называют:
Б. Соединительными
В. Мышечными
Г. Нервными
Черешок – это часть:
В. Побега
Г. Почки
Главные части цветка:
Б. Пестик и тычинки
В. Плоды и семена
Г. Завязь, столбик и рыльце.
Работой всего организма командует самая главная система:
Б. Выделительная
В. Нервная
Г. Дыхательная
Д. Пищеварительная
Е. Эндокринная
Гормоны образуются в органах (железах) системы, которая называется
Б. Дыхательной
В. Пищеварительной
Г. Нервной
Д. Кровеносной
Е. Эндокринной
Найдите верные утверждения
Б. Растения способны к медленным движениям
В. В половом размножении принимают участие две особи
Г. Только животные способны к дыханию
Найдите верные утверждения
Б. Бластула получается при дроблении гаструлы
В. Органы, связанные с размножением, называются репродуктивными
Г. Зиготой называют женскую половую клетку
Экология – это наука, которая изучает:
Б. Взаимоотношения между организмами
В. Факторы внешней среды
Г. Связи между организмами и окружающей средой.
Найдите правильно составленную цепь питания:
Б. Крот – заяц – червь – ястреб
В. Червь – крот – лиса
Г. Одуванчик – кузнечик – воробей – сова.
Выберите правильный ответ.
1.Найдите верные утверждения:
А. Животные дышат только лёгкими;
Г. Кислород, водород, азот, фосфор – главные элементы жизни.
2.Найдите верные утверждения:
А. Вирусы меньше клеток и размножаются внутри них;
Б. Образовательная ткань растений находится только в зародыше;
В. Цветок и корень – основные органы растений;
Г. Насекомые дышат трахеями;
3.Найдите верные утверждения:
А. Подвижность – главное свойство живых организмов;
Б. Плод растения развивается из завязи;
В. Живые организмы состоят из 4-х основных элементов;
Г. Хромосома – это половинка хроматиды
4.Найдите верные утверждения:
А. Обмен веществ есть только у животных;
Б. У растений пыльца образуется в тычинках;
В. В плазматической мембране клеток есть отверстия;
Г. Если есть вода, то имеет смысл искать живые существа.
5.Найдите верные утверждения:
А. Главная задача корня – удержать растение на месте;
Б. Зелёный цвет растениям придают хлоропласты;
В. В клетке есть только ядро, мембрана и цитоплазма;
Г. Наследственная информация хранится в виде белков.
6.Найдите верные утверждения:
А. Животную клетку отличает от растительной крупная вакуоль;
Б. В корнях могут образовываться запасные питательные вещества;
В. У растений есть мышечная ткань;
Г. Побеги растений состоят из листьев, почек и корней.
7
А. Животные дышат только легкими;
Б. Митоз – это способ деления клеток, уменьшающий число хромосом;
В. Жиры – запасной источник энергии;
Г. Кислород, водород, азот и фосфор – главные элементы жизни.
8. Найдите верные утверждения:
А. Ядро расположено внутри ядрышка;
Б. Вирусы построены из белков и нуклеиновых кислот;
В. Пестик и тычинки - главные части цветка;
Г. Мейоз – способ деления клеток, уменьшающий число хромосом.
9. Найдите верные утверждения:
А. Рибосомы – это «Фабрики», где образуются белки;
Б. Растения питаются готовыми органическими веществами;
В. Вирусы состоят не из клеток, но их можно считать живыми;
Г. Ядра есть во всех клетках;
Найдите верные утверждения:
Б. Главные части цветка – пестик и тычинка;
В. Гены состоят из углеводов;
Г. Пища – это только источник «строительных» материалов;
. Найдите верные утверждения:
Б. Вода – это неорганическое вещество;
В. Если состоит из клеток, значит - живое, а не мертвое;
Г. Вирусы состоят из клеток;
. Найдите верные утверждения:
Б. Белки – основной источник энергии;
В. Основные свойства нервных клеток – возбудимость и проводимость;
Г. Растения способны двигаться;
. Найдите верные утверждения:
Б. Хлоропласты находятся в клетках зародышевой ткани;
В. Рис и пшеница – двудольные растения;
Г. Белки образуются в митохондриях;
. Найдите верные утверждения:
Б. Митохондрии хранят наследственную информацию;
В. Хлоропласты расположены в клетках основной ткани;
Г. Гормоны – это химические регуляторы процессов;
. Найдите верные утверждения:
Б. Способность к размножению – главное свойство живого;
В. Энергию для клетки вырабатывают митохондрии;
Г. побег растения состоит из стебля, листьев и почек;
. Найдите верные утверждения:
Б. У фасоли корневая система – стержневая;
В. У растений питательные вещества образуются в листьях;
Г. Вода – органическое вещество;
. Найдите верные утверждения:
Б. Пища – источник «строительных» материалов и энергии;
В. Ткани организмов состоят из органов;
Г. Способность к движению – главное свойство живого;
. Найдите верные утверждения:
Б. У растений меньше различных тканей, чем у животных;
В. Половые клетки содержат меньший набор хромосом;
Г. Органы живых организмов состоят из тканей;
. Найдите верные утверждения:
Б. Клетки состоят из тканей;
В. Половые клетки содержат увеличенный набор хромосом;
Г. У растений больше различных тканей, чем у животных;
. Найдите верные утверждения:
Б. У животных главная регулирующая система – нервная;
В. В живых клетках больше всего белков;
Г. В нуклеиновые кислоты – запасной источник энергии в клетках.
. Найдите верные утверждения:
Б. Половые клетки содержат двойной набор хромосом;
В. Вирусы состоят из очень мелких клеток;
Г. У растительной клетки твердая оболочка;
Все живые организмы, за исключением вирусов, состоят из клеток. Клетки, чаще всего представленные микроскопическими образованиями, обладают всеми важнейшими жизненными свойствами: саморегуляцией, самовоспроизведением, единством структуры и функции, историческим развитием и т. д. В клетках постоянно происходят процессы обмена веществ и превращения энергии.
Наука, изучающая строение и функционирование клеток, называется цитологией (от греч. kytos - клетка + logos - наука). Развитие и становление цитологии во многом определялось совершенствованием микроскопической техники, поскольку клетки трудно изучать невооруженным глазом.
В 1665 г. английский естествоиспытатель Р. Гук впервые сообщил о существовании клеток. Он рассматривал под усовершенствованным им микроскопом тонкие срезы пробки и обнаружил мелкие пустые поры и ячейки, которые назвал клетками. Строго говоря, в срезе пробки Р. Гук наблюдал мертвые клеточные стенки, лишенные наполнявшего их живого содержимого. Исследуя под микроскопом различные части других растений, в частности моркови, лопуха, папоротника, он обнаружил все тот же план строения, что и у пробки.
В 1677 г. М. Мальпиги сообщил о клеточном строении всех изученных им растений. Видный ученый XVII в. А. ван Левенгук, исследуя каплю воды под микроскопом, обнаружил простейшие одноклеточные организмы. Долгое время основным структурным компонентом клетки признавалась ее оболочка.
После того как в начале XIX в. произошло техническое улучшение качества линз, быстро возросло внимание к исследованиям с применением микроскопа. В 1825 г. чешский ученый Я.Пуркинье показал, что внутри клетки находится студенистое вещество, позднее названное цитоплазмой. Английский ботаник Р.Браун описал ядро клетки. Немецкий ботаник М. Шлейден в 1837 г. пришел к заключению, что все растительные клетки содержат ядра.
В 1839 г. немецкий зоолог Т. Шванн, обобщив собственные экспериментальные данные и результаты других ученых, сформулировал концепцию, известную в настоящее время как клеточная теория. Согласно клеточной теории: 1) клетка является основным элементом жизни; 2) любые организмы состоят из одной или многих клеток. Действительно, несмотря на колоссальное разнообразие живых существ, различающихся размером (см. табл.), формой, средой обитания, способом передвижения, энергообеспечения и т. д., основу их морфофункциональной организации составляют клетки. Р. Вирхов в 1855 г. добавил к этим двум постулатам фундаментальное положение: «Omnis cellula e cellulae» - «Всякая клетка от клетки». Иными словами, третье положение клеточной теории гласит, что все клетки образуются только в результате деления других клеток. Современное содержание клеточной теории может быть кратко сформулировано следующим образом: основной структурной и функциональной единицей живых организмов является клетка.
Примечание: 1 метр = 100 сантиметров (см); 1 см = 10-2 м = 10 миллиметров (мм); I мм = 10-3 м = 103 микрометров (мкм); 1мкм = 10-6 м - 103 нанометров (нм); 1 нм = 10-9 м = 10-6 мм.
Клеточная теория является важнейшим достижением естествознания. Она сыграла выдающуюся роль в развитии не только биологии и медицины, но и многих других разделов науки о человеке.
Последующие успехи цитологии и цитогенетики были связаны с развитием и совершенствованием методов исследований. Центральная роль ядра в клеточном делении была доказана после изобретения метода окрашивания цитологических препаратов В.Флемингом в 1879 г. Совершенствование световых микроскопов позволило получать новые сведения о строении клетки и некоторых ее структур. Однако разрешающая способность светового микроскопа ограничена возможностью человеческого глаза, который может воспринимать раздельно две точки на расстоянии не менее чем 0,1 мм. При таком разрешении некоторые клеточные структуры не видны, а исследование других существенно затруднено.
Крупным шагом вперед оказалось изобретение в 30-х гг. электронного микроскопа В.Зворыкиным и фазовоконтрастного микроскопа Ф. Зернике. Увеличение в 100 тыс. раз, которое обеспечивает электронный микроскоп, позволяет изучать самые мелкие детали клеточных органелл. Современные достижения цитологии и цитогенетики связаны с развитием химических, физических методов и технологий (от рентгеноструктурного анализа до компьютерных баз данных).
В многоклеточных организмах каждая клетка специализирована для выполнения, как правило, одной из функций, необходимых для обеспечения жизнедеятельности организма в целом.
В зависимости от выполняемой функции клетки могут значительно различаться как по размеру, форме, расположению в различных тканях и органах организма, так и по другим внешним и внутренним характеристикам.
Укажем основные виды специализации клеток многоклеточного организма. Это:
Восприятие внешних и внутренних раздражителей;
Координация всех функций (клетки нервной и эндокринной системы);
Движение и опора;
Зашита организма (клетки покровных тканей и иммунной системы);
Получение питательных веществ или их синтез;
Перенос питательных, биологически активных веществ, газов и т.п.;
Удаление продуктов распада; размножение.
Еще по теме КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ:
- Клеточный цикл. Молекулы-регуляторы клеточного цикла открывают пути к диагностике и уничтожению раковых клеток
