Вопрос
Цитология (от греч. kytos – ячейка, клетка) – наука о клетке, в современном звучании - биологии клетки – наука довольно молодая. Из среды других биологических наук она выделилась почти сто лет назад. Впервые обобщенные сведения о строении клеток были собраны в книге Ж-Б. Карнау «Биология клетки», вышедшей в 1884 г.
Предмет цитологии составляют клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов (бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли).
На современном этапе развития цитология изучает:
§ строение и функционирование клеточных структур;
§ химический состав клеток;
§ способы проникновения веществ в клетку и выведения их из нее, роль мембран в этих процессах;
§ реакции клеток на нервные и гуморальные стимулы макроорганизма и на стимулы окружающей среды;
§ реакции клеток на повреждающие воздействия;
§ адаптации клеток к факторам среды и повреждающим агентам;
§ репродукцию клеток и клеточных структур;
§ взаимоотношения клеток с вирусами;
§ превращения нормальных клеток в раковые.
В зависимости от задач, объектов и методов исследований в цитологии выделяют ряд разделов. Это кариосистематика, цитогенетика, цитопатология, радиационная и онкологическая цитология, иммуноцитология и др. Так кариосистематика – раздел цитологии, изучающий структуры клеточного ядра у различных групп организмов. Цитогенетика изучает закономерности наследственности и изменчивости на уровне клетки и субклеточных структур (главным образом хромосом).
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЦИТОЛОГИИ
Поскольку большинство клеток имеет микроскопические размеры, то изучение их стало возможным лишь после изобретения микроскопа. В истории развития цитологии логически и хронологически можно выделить три основных этапа:
Развитие цитологии до начала XX в. Первые микроскопы были сконструированы на рубеже XVI-XVII вв. По одним данным приоритет их изобретения принадлежит голландским оптикам братьям Янсен (1590 г.), по другим - знаменитому итальянцу Галилею (1610 г.), по третьим – немецкому ученому Кеплеру (1617 г.). Открытие клетки произошло значительно позже и связано с именем крупного английского ученого Роберта Гука (1635-1703 гг.). Р. Гук (1665 г.) рассматривая тонкие срезы высушенной пробки, обнаружил, что они «состоят из множества коробочек». Каждую из этих коробочек он назвал латинским словом «cellula», или клетка («камера»). Помимо открытия клетки Р. Гук сделал большое число открытий в других областях науки. В частности им была усовершенствована конструкция микроскопа. Сконструированный им микроскоп позволял увеличивать объекты в 100-140 раз. После Гука клеточное строение растений подтвердили ботаники М. Мальпиги (1675) и Н. Грю (1682). Особый вклад в изучение клетки внес голландский исследователь А. Левенгук (1632-1723 гг.), в период с 1674 по 1683 гг. открывший эритроциты, одноклеточные организмы, спермии позвоночных животных, пластиды, бактерии. Следует отметить, что в соответствии с уровнем микроскопической техники того времени важнейшей частью клетки считалась ее оболочка. В то время еще не предполагали, что главное в клетке не стенка, а содержимое. Понадобилось около 200 лет развития цитологии, чтобы окончательно преодолеть это заблуждение. В XVIII в. благодаря усовершенствованию механических частей и осветительных приспособлений конструкция микроскопа была несколько улучшена. Однако уровень знаний о клетке, достигнутый в XVII в., существенно не изменился до начала XIX в. В XIX в. ученые обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку. В 1831 английский ботаник Р. Броун установил существование в клетке ядра (от лат nucleus, греч. caryon). В 1839 г. чешский физиолог Я. Пуркине для обозначения живого содержимого клетки вводит термин «протоплазма». Содержание этого понятия в то время примерно соответствуют современным понятиям цитоплазма + органоиды. В свое время концепция протоплазмы сыграла важную роль. Однако в ходе развития цитологии выяснилось, что протоплазма не однородна ни по своему химическому составу, ни по структуре. Поэтому постепенно этот термин вышел из употребления. В 1839 немецкий зоолог Теодор Шванн (1810-1882 гг.), опираясь на теорию развития клеток выдающегося немецкого ботаника Матиаса Шлейдена (1804-1881 гг.), опубликовал классическое сочинение "Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений". В этой книге сформулированы основные положения клеточной теории. Суть её заключается в следующем:
o Растительные и животные организмы состоят из клеток.
o Клетки растительных и животных организмов развиваются аналогично и близки друг к другу по строению и функциональному назначению.
По утверждению Ф. Энгельса, создание клеточной теории было наряду с законом превращения энергии и эволюционной теорией одним из трёх величайших открытий в естествознании XIX в. Создание клеточной теории явилось сильнейшим стимулом к дальнейшему изучению клетки. Так в 1858 г. немецкий врач Р. Вирхов (1821-1902) внес в теорию существенное дополнение: каждая клетка может возникнуть только из предшествующей клетки. Широко известно его изречение «Omnis cellula e cellula» («Каждая клетка из клетки»). Это положение в основном завершило создание клеточной теории и опровергло ошибочные взгляды Шлейдена и Шванна о свободном клеткообразовании. Так Шлейден считал, что клетки образуются в результате своего рода кристаллизации из клеточной жидкости. По мнению Шванна, развивавшего это тупиковое направление, клетки возникают из внеклеточного вещества - некой «бластемной» жидкости, находящейся вне клеток (теория цитобластемы). Р. Вирхов также выступал против гуморальной теории патологии, господствовавшей в медицине того времени. Согласно этой теории болезни организмов вызываются порчей организменных соков (крови и тканевой жидкости). По мнению немецкого ученого, в основе всякого заболевания лежит нарушение жизнедеятельности тех или иных клеток организма (клеточная или «целлюлярная» теория патологии). Учение Вирхова заставило патологов заняться изучением клеток. Замена старой гуморальной теории патологии на клеточную патологию явилось одним из революционных преобразований в медицине. К середине XIX в. "оболочечный" период в изучении клетки заканчивается, и утверждается взгляд на клетку как на "комок протоплазмы с лежащим внутри него ядром". Примерно в это же время начали применяться различные методы фиксации и окраски тканей. Для изготовления срезов были разработаны методы заливки кусочков ткани. Вначале срезы изготовлялись с помощью ручной бритвы, а в 70-х гг. XIX в. для этого изобрели особые приборы – микротомы. Благодаря новым методам, во второй половине XIX в. был обнаружен ряд постоянных составных частей протоплазмы: центросомы, митохондрии, комплекс Гольджи. В 1865 было установлено, что спермий представляет собой полноценную, хотя и высокоспециализированную клетку. Спустя 10 лет (1875 г.) немецкий зоолог О. Гертвиг показал, что сущность оплодотворения у животных заключается в слиянии ядер яйцеклетки и спермия. Швейцарский учёный Ф. Мишер (1868) установил в ядрах клеток наличие нуклеиновой кислоты. К концу XIX века были открыты и изучены митоз, мейоз, установлена сущность оплодотворения у животных и растений. Таким образом, к концу XIX века основные исследования в области цитологии были сосредоточены на подробном изучении строения, размножения и развития клеток.
Развитие цитологии в 1-й половине XX в.
Второй этап в развитии цитологии наступил после того, как в 1900 были переоткрыты основные законы наследственности. Цитологи одновременно с изучением органоидов клетки (центросома, митохондрии, аппарат Гольджи), занимаются изучением строения хромосом и их поведения. В результате возник «гибридный» раздел цитологии с генетикой - цитогенетика. Определение видовой специфичности числа и формы хромосом в дальнейшем было использовано в систематике растений и животных, а также для выяснения филогенетического родства. Исследования действия агентов, нарушающих механизм деления и хромосомный аппарат клеток (проникающее излучение, колхицин, ацетонафтен, трипофлавин и др.), привели к разработке методов искусственного получения полиплоидных форм. Из других значительных достижений цитологии в этот период следует отметить открытие аналога ядра у бактерий и сине-зелёных водорослей. В первой половине XX в. в цитологии стали применяться новые методы исследований (фазовоконтрастная микроскопия, микроманипуляторы, культуры клеток и тканей и ряд других). Особенно ценным при изучении живых клеток оказался метод фазово-контрастной микроскопии (1941 г.). Этот метод позволяет различать бесцветные структуры, отличающиеся лишь оптической плотностью или толщиной. Создание микроманипуляторов дало возможность проводить над клетками разнообразные операции (инъекции в клетку веществ, извлечение и пересадку ядер, локальное повреждение клеточных структур и т.д.). Большое значение приобрела разработка метода культуры тканей вне организма. Несмотря на внедрение в цитологию ряда новых методов, существенные успехи в расшифровке функций клеточных структур достигнуты лишь в современный период развития цитологии.
Развитие современной цитологии.
Современный этап развития цитологии начался с 50-х годов XX века, когда были сделаны крупные открытия в смежных областях науки, разработаны принципиально новые (в частности электронная микроскопия) и усовершенствованы старые методы исследований клетки. В какой-то степени это даже привело к некоторому стиранию границ между цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой и молекулярной биологией. В этот период были обнаружены неизвестные до этого детали строения ранее открытых клеточных органоидов и ядерных структур; открыты новые ультрамикроскопические компоненты клетки: плазматическая мембрана, эндоплазматический ретикулум (сеть), рибосомы, лизосомы, пероксисомы, микротрубочки и микрофиламенты. Субмикроскопические исследования дали возможность все известные клетки (и соответственно все организмы) разделить на 2 группы: эукариоты (тканевые клетки всех многоклеточных организмов и одноклеточные животные и растения) и прокариоты (бактерии, сине-зелёные водоросли, актиномицеты и риккетсии). Прокариоты - примитивные клетки - отличаются от эукариотов отсутствием типичного ядра, лишены ядрышка, ядерной оболочки, типичных хромосом, митохондрий, комплекса Гольджи. Для изучения генетических функций клеток большое значение имело открытие содержания ДНК не только в ядре, но и в цитоплазматических элементах клетки - митохондриях, хлоропластах.
Вопрос
2. Основные положения современной клеточной теории
Клеточная теория является одной из наиболее важных биологических концепций. Основными положениями современной клеточной теории являются:
· Клетка - наименьшая единица живого, основная единица строения и развития всех живых организмов.
· Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
· Каждая новая клетка образуется в результате деления материнской исходной клетки.
· Клетки в многоклеточных организмах специализированы, выполняют различные функции и образуют ткани, из которых состоят органы.
· Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т. е.:
а) равнозначны по объему генетической информации и обладают всеми возможностями данного вида организмов;
б) отличаются друг от друга разной экспрессией (активностью) генов.
Клеточная теория – это обобщенные представления о строении клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов.
Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал довольно длительный (более трехсот лет) период накопления наблюдений над строением различных одноклеточных и многоклеточных организмов растений и животных. Этот период был связан с развитием применения и усовершенствования различных оптических методов исследований.
Роберт Гук (1665) первым наблюдал с помощью увеличительных линз подразделение тканей пробки на «ячейки», или «клетки». Его описания послужили толчком для появления систематических исследований анатомии растений (Мальпиги, 1671; Грю, 1671), которые подтвердили наблюдения Роберта Гука и показали, что разнообразные части растений состоят из тесно расположенных «пузырьков», или «мешочков». Позднее А. Левенгук (1680) открыл мир одноклеточных организмов и впервые увидел клетки животных (эритроциты). Позднее клетки животных были описаны Ф. Фонтана (1781); но эти и другие многочисленные исследования не привели в то время к пониманию универсальности клеточного строения, к четким представлениям о том, что же являет собой клетка. Прогресс в изучении микроанатомии и клетки связан с развитие микроскопирования в XIX в. К этому времени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое, протоплазма (Пуркиня, 1830). В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки – ядро (Браун, 1833). Все эти многочисленные наблюдения позволили Т. Шванну в 1838 г. сделать ряд обобщений. Он показал, что клетки растений и животных принципиально сходны между собой (гомологичны). «Заслуга Т. Шванна заключалась не в том, что он открыл клетки как таковые, а в том, что он научил исследователей понимать их значение»(Вальдейер, 1909). Дальнейшее развитие эти представления получили в работах Р. Вирхова (1858). Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии, послужили главным фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она дала основы для понимания жизни, для объяснения родственной взаимосвязи организмов, для понимания индивидуального развития.
Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и на сегодняшний день, хотя более чем за сто пятьдесят лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток. В настоящее время клеточная теория постулирует:
1) Клетка – элементарная единица живого: – вне клетки нет жизни.
2) Клетка – единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц – органелл или органоидов.
3) Клетки сходны – гомологичны – по строению и по основным свойствам.
4) Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала (ДНК): клетка от клетки.
5) Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
6) Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т.е. обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию – к дифференцировке.
3 вопрос
| Методы гистологического и эмбриологического исследования Гистология — наука, изучающая строение и физиологию тканей организмов. Для исследований применяются различные методы. | |
| Метод | Описание метода |
| Микроскопический | Гистологические и эмбриологические исследования неразрывно связаны и данным методом. Наиболее часто в этих исследованиях используется световой микроскоп. Кроме обычного светового микроскопа, в гистологии и эмбриологии используются микроскопы специального назначения: · фазово-контрастные; · интерференционные; · микроскопы с конденсором темного поля; · люминесцентные или флуоресцентные; · поляризационные. Фазово-контрастные и интерференционные микроскопы с конденсором темного поля служат для исследования неокрашенных клеток и тканей. Люминесцентные микроскопы используются для исследования естественной и искусственной люминесценции клеток и тканей. Поляризационные микроскопы предназначены для исследования ультраструктуры клеток, имеющих закономерные, регулярные структуры. Электронные и растровые используются для исследования ультраструктуры клеток. Стереосканные микроскопы дают объемное изображение объекта исследования. |
| Тотальный | Достаточно распространенный метод в гистологии, когда рассматриваются целые, нерасчлененные объекты, а сами препараты называются тотальными. К тотальным препаратам могут быть отнесены кровь, лимфа, половые клетки, зародыши ранних стадий развития, тонкие пленки тканей растений и животных. |
| Метод окрашивания | Для исследования большинства объектов в лучах проходящего света необходимо, чтобы они были тонкими, прозрачными и контрастными. Для того чтобы сделать объект тонким, его необходимо разрезать на тончайшие пластинки, которые называются гистологическими срезами. Чтобы объект сохранил по возможности прижизненное строение, его фиксируют, а для того, чтобы сделать его контрастным, используют данный метод. |
| Метод фиксированных и окрашенных постоянных препаратов | Данный метод является основным, или классическим. Для их изготовления объект исследования прогружают в фиксирующие жидкости, которые денатурируют белки и стабилизируют определенные структуры и соединения, подлежащие исследованию. Наиболее распространенным фиксатором является формалин. Он сшивает белки метиленовыми мостиками, вызывая их денатурацию. После фиксирования и промывания в воде объект исследования можно резать на тонкие пластинки, предварительно заморозив его на специальном замораживающем микротоме — приборе, при помощи которого изготовляют гистологические срезы. Для замораживания объекта чаще всего используют жидкий углекислый газ либо электрозамораживающую установку. Однако при таком методе обработки материала получают довольно толстые гистологические срезы. Для изготовления более тонких срезов, толщиной до 2 мкм, объект исследования необходимо пропитать веществом, которое сделало бы его более плотным. Такими веществами являются парафин, желатин и целлоидин. Объект после фиксирования и промывания погружают последовательно в спирты возрастающей концентрации — от 50 до 100 градусов для его обезвоживания и пропитывают желатиной, парафином или целлоидином. После пропитывания и уплотнения объекта его можно резать на микротоме. Гистологические срезы затем окрашивают специально подобранными красителями, большинство из которых избирательно окрашивает структурные компоненты клеток и тканей. Все красители можно разделить на три группы: · щелочные, или ядерные. Ими окрашивают ядра клеток и некоторые другие структуры, имеющие кислую реакцию, например эндоплазматическую сеть. Примером щелочных красителей могут быть гематоксилин, кармин, сафранин; · кислые, или цитоплазматические, которыми окрашивают цитоплазму клеток. Наиболее распространенными кислыми красителями являются эозин, пикриновая кислота, кислый фуксин, индигокармин; · специального назначения — избирательно окрашивают структурные компоненты клеток либо вещества определенной химической природы. Наиболее распространенными красителями специального назначения являются судан III, осмиеловая кислота, окрашивающая жиры и жироподобные вещества; орсеин, окрашивающий эластин. После окрашивания гистологические срезы быстро обезвоживают в спиртах, просветляют в ксилоле или толуоле, переносят на предметное стекло, заливают тонким слоем канадского бальзами или полистирола и накрывают покровным стеклом. Бальзам, полистирол и стекло имеют одинаковый показатель преломления света, и лучи света минимально рассеиваются, проходя через препарат. |
| Метод прижизненного или витального окрашивания клеток и тканей | Экспериментальным животным в кровяное русло или в брюшную полость вводят красители, а затем исследуют их локализацию в клетках и тканях. Следовательно, при помощи этого метода исследуют структуры в живых клетках и изучают процессы их жизнедеятельности. Наиболее распространенными витальными красителями являются трипановый синий, нейтральный красный, нильский синий, которые употребляют в больших разведениях — 1: 1000 и более. |
| Метод изготовления временных препаратов | Преимуществом временных препаратов перед постоянными является быстрота их изготовления и возможность наблюдать живые клетки и ткани. Временные препараты делают из мазков, соскобов, тонких пленок, расщепленных объектов или путем растягивания стенок полых органов. Объекты рассматривают в капле воды или физиологического раствора, либо в натуральном виде, либо подкрашивая их слабыми растворами витальных красителей. |
| Метод культуры тканей | Имеет большое значение при изучении процессов эмбрионального гистогенеза, регенерации и трансплантации тканей. Широко применяется в гистологии и эмбриологии. Суть данного метода в том, что отдельные клетки определенных тканей выделяют в стерильных условиях и культивируют в питательной среде, которая состоит из многих компонентов, необходимых для жизнедеятельности клеток. Клетки теплокровных животных культивируют в термостате при температуре тела, а холоднокровных — при комнатной температуре. Время от времени клетки пересевают на свежую питательную среду и используют на протяжении многих лет для экспериментов. |
| Метод микрохирургии | Используется для проведения экспериментов на клетках, тканях и зародышах в гистологии и эмбриологии. При помощи таких микроопераций можно, например, выделить из ткани отдельную клетку, удалить из клетки ядро, перенести ядро из одной клетки в другую или переместить часть клеток зародыша, разъединить бластомеры дробящегося яйца. Все эти эксперименты осуществляются при помощи прибора, который называется микроманипулятором. В состав этого прибора входят микроскоп, система рычагов с различной степенью плавного регулирования. К рычагам присоединяются миниатюрные инструменты: стеклянные капилляры, иглы, крючки. |
| Метод авторадиографии | Обнаруживаются вещества, меченные радиоактивными изотопами. Этот метод получил название гистохимического или цитохимического метода исследования. |
| Метод электронномикроскопического исследования | Изучение препаратов при помощи электронного микроскопа. В электронном микроскопе вместо пучка света используется пучок электронов, движущийся в вакууме, вместо оптических частей — магнитные поля, вместо глаза электроны попадают на люминесцирующий экран или на фотопластинку. Прямое увеличение электронных микроскопов достигает 600 тыс. раз. |
Клетка — это единая живая система, состоящая из двух неразрывно связанных частей — цитоплазмы и ядра (цв. табл. XII).
Цитоплазма — это внутренняя полужидкая среда, в которой расположено ядро и все органоиды клетки. Она имеет мелкозернистую структуру, пронизанную многочисленными тонкими нитями. В ней содержатся вода, растворенные соли и органические вещества. Основная функция цитоплазмы — объединять в одно целое и обеспечивать взаимодействие ядра и всех органоидов клетки.
Наружная мембрана окружает клетку тонкой пленкой, состоящей из двух слоев белка, между которыми расположен жировой слой. Она пронизана многочисленными мелкими порами, через которые осуществляется обмен ионами и молекулами между клеткой и средой. Толщина мембраны 7,5—10 нм, диаметр пор 0,8—1 нм. У растений поверх нее образуется оболочка из клетчатки. Основные функции наружной мембраны — ограничивать внутреннюю среду клетки, защищать ее от повреждений, регулировать поступление ионов и молекул, выводить продукты обмена и синтезируемые вещества (секреты), соединять клетки и ткани (за счет выростов и складок). Наружная мембрана обеспечивает проникновение в клетку крупных частиц путем фагоцитоза (см. разделы в «Зоологии» — «Простейшие», в «Анатомии» — «Кровь»). Аналогичным образом происходит поглощение клеткой капель жидкости — пиноцитоз (от греч. «пино» — пью).
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — это состоящая из мембран сложная система каналов и полостей, пронизывающих всю цитоплазму. ЭПС бывает двух типов — гранулированная (шероховатая) и гладкая. На мембранах гранулированной сети располагается множество мельчайших телец — рибосом; в гладкой сети их нет. Основная функция ЭПС — участие в синтезе, накоплении и транспортировке основных органических веществ, вырабатываемых клеткой. Белок синтезируется в гранулированной, а углеводы и жиры — в гладкой ЭПС.
Рибосомы — мелкие тельца, диаметром 15—20 нм, состоящие из двух частиц. В каждой клетке их сотни тысяч. Большинство рибосом располагаются на мембранах гранулированной ЭПС, а часть — в цитоплазме. В их состав входят белки и р-РНК. Основная функция рибосом — синтез белка.
Митохондрии — это мелкие тельца, размером 0,2—0,7 мкм. Их количество в клетке достигает нескольких тысяч. Они часто меняют форму, размеры и местоположение в цитоплазме, перемещаясь в наиболее активную их часть. Внешний покров митохондрии состоит из двух трехслойных мембран. Наружная мембрана гладкая, внутренняя — образует многочисленные выросты, на которых располагаются дыхательные ферменты. Внутренняя полость митохондрий заполнена жидкостью, в которой размещаются рибосомы, ДНК и РНК. Новые митохондрии образуются при делении старых. Основная функция митохондрий — синтез АТФ. В них синтезируется небольшое количество белков, ДНК и РНК.
Пластиды свойственны только клеткам растений. Различают три вида пластид — хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Они способны к взаимному переходу друг в друга. Размножаются пластиды путем деления.
Хлоропласты (60) имеют зеленый цвет, овальную форму. Размер их 4—6 мкм. С поверхности каждый хлоропласт ограничен двумя трехслойными мембранами — наружной и внутренней. Внутри он заполнен жидкостью, в которой располагаются несколько десятков особых, связанных между собой цилиндрических структур — гран, а также рибосомы, ДНК и РНК. Каждая грана состоит из нескольких десятков наложенных друг на друга плоских мешочков из мембран. На поперечном разрезе она имеет округлую форму, диаметр ее 1 мкм. В гранах сосредоточен весь хлорофилл, в них происходит процесс фотосинтеза. Образующиеся при этом углеводы вначале скапливаются в хлоропласте, затем поступают в цитоплазму, а из нее — в другие части растения.
Хромопласты определяют красную, оранжевую и желтую окраску цветов, плодов и осенних листьев. Они имеют форму многогранных кристаллов, расположенных в цитоплазме клетки.
Лейкопласты бесцветны. Они содержатся в неокрашенных частях растений (стеблях, клубнях, корнях), имеют округлую или палочковидную форму (размером 5—6 мкм). В них откладываются запасные вещества.
Клеточный центр обнаружен в клетках животных и низших растений. Он состоит из двух маленьких цилиндров — центриолей (диаметром около 1 мкм), расположенных перпендикулярно друг другу. Стенки их состоят из коротких трубочек, полость заполнена полужидким веществом. Основная их роль — образование веретена деления и равномерное распределение хромосом по дочерним клеткам.
Комплекс Гольджи получил название по имени итальянского ученого, впервые открывшего его в нервных клетках. Он имеет разнообразную форму и состоит из ограниченных мембранами полостей, отходящих от них трубочек и расположенных на их концах пузырьков. Основная функция — накопление и выведение органических веществ, синтезируемых в эндоплазматической сети, образование лизосом.
Лизосомы — округлые тельца диаметром около 1 мкм. С поверхности лизосома ограничена трехслойной мембраной, внутри ее находится комплекс ферментов, способных расщеплять углеводы, жиры и белки. В клетке имеется несколько десятков лизосом. Новые лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Их основная функция — переваривание пищи, попавшей в клетку путем фагоцитоза, и удаление отмерших органоидов.
Органоиды движения — жгу тики и реснички — представляют собой выросты клетки и имеют однотипное строение у животных и растений (общность их происхождения). Движение многоклеточных животных обеспечивается сокращениями мышц. Основной структурной единицей мышечной клетки являются миофибриллы — тонкие нити длиной более 1 см, диаметром 1 мкм, расположенные пучками вдоль мышечного волокна.
Клеточные включения — углеводы, жиры и белки — относятся к непостоянным компонентам клетки. Они периодически синтезируются, накапливаются в цитоплазме в качестве запасных веществ и используются в процессе жизнедеятельности организма.
Углеводы концентрируются в зернах крахмала (у растений) и гликогена (у животных). Их много в клетках печени, клубнях картофеля и других органах. Жиры накапливаются в виде капель в семенах растений, подкожной клетчатке, соединительной ткани и т. д. Белки откладываются в виде зерен в яйцеклетках животных, семенах растений и других органах.
Ядро — один из важнейших органоидов клетки. От цитоплазмы его отделяет ядерная оболочка, состоящая из двух трехслойных мембран, между которыми располагается узкая полоска из полужидкого вещества. Через поры ядерной оболочки осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Полость ядра заполнена ядерным соком. В нем находятся ядрышко (одно или несколько), хромосомы, ДНК, РНК, белки и углеводы. Ядрышко — округлое тельце размером от 1 до 10 мкм и более; в нем синтезируется РНК. Хромосомы видны только в делящихся клетках. В интерфазном (неделящемся) ядре они присутствуют в виде тонких длинных нитей хроматина (соединения ДНК с белком). В них заключена наследственная информация. Число и форма хромосом у каждого вида животных и растений строго определенные. Соматические клетки, из которых состоят все органы и ткани, содержат диплоидный (двойной) набор хромосом (2 n); половые клетки (гаметы) — гаплоидный (одинарный) набор хромосом (n). Диплоидный набор хромосом в ядре соматической клетки создается из парных (одинаковых), гомологичных хромосом. Хромосомы разных пар (негомологичные) отличаются друг от друга по форме, месту расположения центромеры и вторичных перетяжек.
Прокариоты — это организмы с мелкими, примитивно устроенными клетками, без четко выраженного ядра. К ним относятся сине-зеленые водоросли, бактерии, фаги и вирусы. Вирусы представляют собой молекулы ДНК или РНК, покрытые белковой оболочкой. Они так малы, что их можно разглядеть только в электронный микроскоп. У них отсутствуют цитоплазма, митохондрии и рибосомы, поэтому они не способны синтезировать белок и энергию, необходимые для их жизнедеятельности. Попав в живую клетку и используя чужие органические вещества и энергию, они нормально развиваются.
Эукариоты — организмы с более крупными типичными клетками, содержащие все основные органоиды: ядро, эндоплазматическую сеть, митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы и другие. К эукариотам относятся все остальные растительные и животные организмы. Их клетки имеют сходный тип строения, что убедительно доказывает единство их происхождения.
Вопрос