Основные положения клеточной теории
Цитология – наука, изучающая строение, функции клеток, их размножение, развитие и взаимодействие в многоклеточном организме.
Впервые клетки были замечены в 1665 году Р. Гуком. Он наблюдал на срезе пробки пустые ячейки, которые и назвал клетками. Позднее А. ван Левенгук открыл одноклеточные организмы и бактерии. 1831 год – Р. Броун описал ядро в растительной клетке, 1837 год – М. Шлейден высказал мысль, что все растительные клетки содержат ядро.
1839 год – Т. Шванн, обобщив все накопленные знания, сформулировал клеточную теорию:
1. Клетка является структурной единицей живых организмов (вне клеток жизни нет);
2. Клетки животных и растений сходны по своему строению;
3. Процесс образования клеток обусловливает рост и развитие тканей и организмов.
Клеточную теорию в дальнейшем развивал Р. Вирхов: в 1858 году он сформулировал положение, что каждая клетка происходит от такой же клетки в результате ее деления (всякая клетка от клетки).
К. Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое развитие от одной клетки. Это открытие показало, что клетка не только структурная единица, но и единица развития всех живых организмов.
К концу 19 века было описано внутреннее строение клетки, способы деления. Применение новых методов исследования (электронной микроскопии, окрашивания фиксированных клеток) позволило изучить тонкое строение клеточных структур и дополнить клеточную теорию новыми данными.
Положения современной клеточной теории:
1) Клетка – наименьшая единица живого, основная единица строения и развития всех живых организмов;
2) Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;
3) Каждая новая клетка образуется в результате деления материнской исходной клетки;
4) Клетки в многоклеточных организмах специализированы, выполняют различные функции и образуют ткани, из которых состоят органы.
Прокариотические и эукариотические клетки
Среди живых организмов встречаются 2 типа организации клеток: прокариотические (доядерные) и эукариотические (ядерные).
Строение прокариотической клетки:
Прокариотическая клетка показана на рисунке.
Главная особенность этих клеток – отсутствие морфологически выраженного ядра, но имеется зона, в которой расположена ДНК (нуклеоид). В цитоплазме расположены рибосомы, цитоплазматические мембраны, но у них отсутствует, помимо ядра, целый набор других органелл, имеющихся в клетках эукариот, таких, как эндоплазматический ретикулюм, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды, центриоли, микротрубочки. Снаружи содержимое клетки прокариот одето цитоплазматической мембраной, которая играет барьерную функцию между собственно цитоплазмой клетки и внешней средой. Поверх цитоплазматической мембраны расположена клеточная стенка (оболочка).
В то же время клетки прокариот и эукариот имеют и общие черты строения:
1. Одеты цитоплазматической мембраной, функционирующей как система для активного транспортирования веществ из клетки в клетку;
2. Синтез белка идет на рибосомах;
3. Сходны процессы синтеза РНК и репликации ДНК;
4. Похожи биоэнергетические процессы.
Прокариотическое строение клеток имеют все бактерии, включая архебактерии и цианобактерии (синезеленые водоросли). Клетки прокариот могут отличаться друг от друга по строению клеточной стенки, складчатости цитоплазматических мембран, количеству и свойствам внутриклеточных вакуолей, количеством и структурой цитоплазматических выростов, но общий план строения остается постоянным.
Строение эукариотической клетки:
Растительной:
| Животной:
|
Клетка эукариот состоит из 3 основных частей: ядра, цитоплазмы и клеточной стенки. К эукариотам относятся простейшие, беспозвоночные и позвоночные животные, высшие растения, грибы и водоросли (без синезеленых и прохлорофитовых).
В клетках высших растений отсутствуют центриоли, они имеют жесткую клеточную стенку, плазмодесмы, вакуоль с клеточным соком, пластиды.
В клетках водорослей, относящихся к разным таксонам, могут присутствовать или отсутствовать центриоли, клеточная стенка, пластиды и вакуоль с клеточным соком.
Клетки грибов объединяют в себе некоторые признаки животных и растительных клеток. Как и клетки растений, они имеют жесткую клеточную стенку, но в ее состав входит хитин как в наружном скелете членистоногих. В клетках грибов отсутствуют пластиды, в обмене веществ у них присутствует мочевина, и запасают они не крахмал, а гликоген как в клетках печени животных.