Клеточное строение организмов

Клеточное строение организмов
  1. Устройство увеличительных приборов
  2. Строение клетки. Клетки прокариоты.
  3. Строение клетки. Клетки эукариоты.
  4. Признаки живых организмов
  5. Деление клетки
  6. Митоз

Устройство увеличительных приборов

Что такое увеличительные приборы, и зачем они нам нужны?

Известно, что клетка является элементарной структурной и функциональной единицей строения всего живого. Клетки - это своеобразные кирпичи, из которых построены тела живых. Существуют как многоклеточные организмы, так и одноклеточные, состоящие всего лишь из одной клетки.

Клетка живая и способна к самостоятельному обмену веществ, размножению и развитию. Но как же увидеть эту клетку?

Визуально исследовать микроорганизмы и клетки можно только с помощью специальных оптических приборов.

Самым простым и примитивным оптическим прибором является лупа. Ее устройство очень простое - состоит она из двояковыпуклой линзы и оправы. Двояковыпуклой называют линзу, проведя ось симметрии через которую, боковины линзы будут выбирать и с одной, и с другой стороны.

Такие лупы способны увеличивать изображение максимум в 20 раз, что достаточно мало, чтобы разглядеть внутреннее строение клеток. Однако с помощью таких луп хорошего качества можно разглядеть форму клеток.

Чтобы изучить строение клетки более детально, увидеть ядро и другие органоиды клетки, необходимо воспользоваться микроскопом. Первый микроскоп изобрел Ганс Янсен 1590 году. Этот микроскоп был доработан, и в 1665 году Роберт Гук исследовал кору пробкового дерева с помощью усовершенствованного устройства с увеличением в 30 раз. Он обнаружил для себя, что кора на самом деле не цельная, а состоит из ячеек, которые он позже назвал клетками.

Перейдем непосредственно к устройству современного микроскопа, который даёт увеличение до 4000 раз. Обычно в школе используется световой микроскоп с увеличением максимум 400-800 раз.

Давайте познакомился со строением этого микроскопа.

Устройство увеличительныого прибора микроскопа

Он состоит из трех основных частей: осветительная часть микроскопа, оптическая часть и механическая часть.

Механическая часть микроскопа состоит из таких частей, как тубус, в котором расположена система линз, штатив (место, куда прикрепляется все остальные компоненты микроскопа), предметный столик, основание.

К осветительной части микроскопа относится диафрагма (она помогает контролировать количество света, попадающего через осветительную систему к отверстию, на котором расположен микропрепарат), конденсор (он собирает световой пучок и направляет его конкретно на препарат), осветительная система (диодные лампы или зеркало в более примитивных и простых микроскопах)

Оптическая система состоит в основном из систем линз. Первая из них называется окуляр (окуляр с греческого языка означает глаз, это та область, через которую мы смотрим непосредственно в объектив), система линз и объектив (он направлен на объект и обеспечивает увеличение).

Объективов у микроскопа может быть несколько (каждый имеет разные степени увеличения), с помощью устройства «револьвера» обеспечивается перемещение объектов относительно друг друга.

Чтобы узнать общую степень увеличения микроскопа нужно степень увеличения окуляра умножить на степень увеличения объектива. Данные значения обычно написаны непосредственно на корпусе прибора.

Препарат на предметном столике удерживается с помощью специальных держателей.

Строение микроскопа достаточно сложное, но основную функцию по увеличению выполняют два компонента оптической системы - окуляр и объектив.

Строение клетки. Клетки прокариоты.

Клетка - это элементарная структурная и функциональная единица строения всего живого. Все клетки живых организмов делятся на два основных типа - это прокариотические клетки и эукариотические клетки.

Прокариотические клетки (в переводе с греческого означает «доядерные») - это клетки, которые не имеют ядра. Такие ядра имеют бактерии.

Эукариотические клетки более совершенны, они имеют ядро. Такие клетки имеют три царства живых организмов - это грибы растения и животные.

Строение клетки. Клетки прокариоты и эукариоты

Клетка прокариот имеет мембрану, которая ограничивает клетку от окружающей его внешней среды. Клетка прокариот также имеет внутреннее содержимое цитоплазму. Цитоплазма - это вязкое студенистое вещество, в котором  располагаются все жизненно важные органоиды клетки.

Органоиды - это органы клетки: рибосомы, митохондрии, пластиды и т.д. В клетках прокариот нет мембранноограниченных органоидов.

Рибосомы - это маленькие образование или органоиды клетки, которые необходимы для синтеза белка. Из белков построены тела живых организмов и непосредственно сами клетки, поэтому это очень важный органоид.

Также у клеток бактерий есть еще и клеточная стенка, состоящая из углеводов и сахаров.

Внутри бактериальной клетки расположена наследственная информация. Она  заложена в клетке  в виде молекулы ДНК.

ДНК в таких клетках не имеет начала и не имеет конца - она кольцевая.

ДНК несет в себе функцию хранения и передачи наследственной информации, а также реализации данной информации в процессе жизнедеятельности клетки. Информация из ДНК считывается с помощью специальных систем клетки, и затем по этой информации синтезируются белки на рибосомах.

Для того чтобы синтезировать вещества клетке необходима энергия.

В клетках для получения энергии используются молекулы АТФ. Молекула АТФ -это единица клетки, которая необходима для синтеза различных соединений, и образуются она тоже в результате жизнедеятельности клетки с помощью специального органоида.

На самом деле у прокариотических клеток этот органоид не сильно развит. У эукариотов такой органоид называется митохондрия. У клеток прокариот роль митохондрии выполняет часть внутренней мембраны (мезосома).

Очень важным компонентом прокариотической клетки является жгутик. Он имеется не у всех бактерий. Он есть у многих бактерий и необходим для движения данных клеток.

Строение клетки. Клетки эукариоты.

Рассмотрим строение эукариотической клетки на примере растительной клетки. Растительная клетка относится к типичным эукариотическим клеткам и устроена довольно сложно даже относительно таких клеток, как клетки животных и грибов.

Снаружи растительная клетка окружена цитоплазматической мембраной, которая вдобавок еще защищена клеточной стенкой. Клеточная стенка выполняет опорную и защитную функцию, она состоит из полисахарида под названием целлюлоза.

Бумага, на которой мы пишем, изготавливается именно из этого компонента.

Помимо мембраны и клеточной стенки в клетке растений имеется цитоплазма. Цитоплазма выполняет транспортную и связующую функции. Она связывает различные органоидов внутри клетки между собой.

Первым делом бросается в глаза округлое ядро в центре клетки. Ядро содержит в  себе две мембраны, пронизанные порами. Через эти поры вещества, содержащиеся внутри ядра могут сообщаться с внешней средой и цитоплазмой. Внутри ядра главным компонентом является молекула ДНК. ДНК расположена в специальных носителях (хромосомах). ДНК накручивается на специальные белки и компактно упаковывается внутри ядра. В основном эти хромосомы располагаются ближе к внутренней мембране ядра. Центр ядра относительно свободен.

Также в ядре имеются скопления «минизаводики», на которых изготавливаются рибосомы. Рибосомы, как мы говорили, находятся в свободном положении в цитоплазме клеток и используются в качестве устройства для синтеза белков. Скопления компонентов, необходимых для синтеза рибосомы называются ядрышками. Ядрышек внутри ядра может быть несколько. Внутреннее содержимое ядра по строению сходно с цитоплазмой, которая является внутренним содержимым клетки и называется кариоплазмой.

Основные функции ядра - это хранение и передача наследственной информации, а также реализация этой информации в процессе жизнедеятельности клетки.

С помощью этой информации организм случае может синтезировать необходимые для себя или в целом для организма вещества и углеводы. Чтобы синтез этих веществ прошёл успешно, в клетке имеются энергетические станции - митохондрии.

Митохондрии выполняют функцию синтеза энергии, а энергия в клетке накапливается в виде молекул АТФ. С помощью энергии из этих молекул клетка может позволить себе построить различные соединения, будь то белки, жиры, углеводы или другие соединения, необходимые для жизнедеятельности клетки. У митохондрии имеются две мембраны. Внутренней мембраны образуют «впячивания» (кристы). Чем больше площадь поверхности мембраны митохондрий, тем большее количество энергии она способна синтезировать. Таких митохондрий в клетке насчитывается до нескольких десятков в зависимости от нужд клетки. Например, клетки мышечной ткани животных насчитывают сотни митохондрий.

Помимо митохондрий в клетках растений встречаются очень крупные образования, которые называются эндоплазматической сетью. ЭПС бывает двух основных типов: гладкая и шероховатая.

Шероховатой называется та эндоплазматическая сеть, на поверхности которой находятся рибосомы. Следовательно, функция эндоплазматической сети - это синтез и транспортировка белка, а эндоплазматическая сеть, на которой нет рибосом, называется гладкой, и ее основные функции - это синтез липидов и углеводов, а также их транспортировка к месту упаковки.

Упаковка синтезированных клеткой веществ происходит в специальных полостях или мешочках, от которых отходит система пузырьков, так называемых везикул. Вся эта структура называется аппарат (комплекс) Гольджи. Основная его функция заключается в накоплении, достройке, доработке веществ до нужной консистенции и формы, упаковке и выделении их из клетки. Также аппарат Гольджи служит для синтеза лизосом

Лизосома - это мембранноограниченный пузырек, заполненный ферментом. Фермент - это специальная жидкость, которая способна расщеплять органические соединения в клетке, которые уже не нужны.

Также в растительной клетке находятся крупные вакуоли. В вакуолях содержится клеточный сок (запас питательных веществ и продуктов жизнедеятельности клетки).

Также ещё одной очень важной отличительной особенностью растительных клеток является наличие пластид. Пластиды имеют двойную мембрану. Также как и у митохондрий происходит «впячивание» внутренней мембраны. Каждая такая «монетка» называется тилакоид. Тилакоиды соединяются между собой посредством специальных трубочек (ламелла).

В общем такие структуры называются хлоропластами. Они необходимы для фотосинтеза. Ведь отличительной особенностью растительных организмов является то, что растения способны синтезировать органические вещества и органические соединения из энергии солнца и наращивать свою биомассу.

Клетки растений живут, растут, развиваются и увеличиваться в размерах благодаря увеличению вакуолей. В процессе жизнедеятельности клетки накапливаются и синтезируются различные вещества, которые увеличивают вакуоль, что приводит к расширению и увеличению самой клетки.

Признаки живых организмов

Клетки, которые мы рассматривали до этого момента, являются частью живых организмов. Что же такое живые организмы?

Жизнь - это период существования отдельно взятого организма с момента его появления на свет до непосредственно гибели этого организм.

Чем отличается живой объект от неживого?

Признаки живых организмов

Например, возьмем живого человека. Он способен разговаривать, думать двигаться, потреблять какую-то пищу, выделяют продукты жизнедеятельности, общаться и так далее. Но это только общее определение. Давайте по пунктам разберем все свойства живых и неживых организмов.

Во-первых, все живые организмы имеют клеточное строение. Все живые организмы построены из маленьких кирпичиков - клеток, и их строение сходно между собой. Строение клетки гриба похоже на строение клетки растения или животного.

Во-вторых, живые организмы отличает способность к росту и развитию, приобретению организмом каких-то определенных свойств и навыков. Живой организм в начале своей жизни может быть совершенно не похож на то, во что он превратится в процессе роста и развития.

Третьей характерной особенностью живых организмов является способность к обмену веществ. Обмен веществ и энергии по-другому называется метаболизмом. Живые организмы способны питаться, они потребляют пищу, это пища внутри тела живого организма расщепляется до простых составляющих. При этом выделяется энергия, часть энергии рассеивается в виде тепла, часть энергия запасается в клетках, а часть энергии расходуется на построение различных органоиды или компонентов, необходимых для жизнедеятельности данного организма как на клеточном уровне, так и на уровне целого организма.

Следующим важным свойством живого организма является способность к раздражимости. Если же мы каким-либо образом будем воздействовать на  живой объект, то он как-то отреагирует (начнем защищаться, либо нападет, либо убежит). Вариантов ответной реакции очень много, но всё это является проявлением свойства раздражимости.

Также немаловажным свойством живого является способность к размножению. Все живые организмы размножаются. Если мы возьмем в пример простейший живой организм на уровне клетки, то увидим, размножение у них протекает непосредственно в виде процесса бесполого деления (митоза). Митоз - это простое деление на две части. Если же мы возьмём более сложный организм, например, человека, то размножение у него может быть ещё и половым. Оно будет происходить по принципу мейоза, при котором гаплоидные клетки, содержащие одинарный набор хромосом сливаются, и образуется зигота, из которой формируется взрослое животное или растение.

Деление клетки

Всего существует три основных способа деления клетки:

  • амитоз
  • митоз
  • мейоз

Амитоз - это очень примитивный способ деления клеток, который встречаются в основном у раковых клеток при злокачественных заболеваниях и у некоторых простейших. Это достаточно редкий способ деления клетки, при котором клетка делится неравномерно на две неравные части с образованием перетяжки. Такое деление протекает очень быстро, минуя все возможные стадии.

Митоз - это процесс непрямого деления клетки, при котором клетка делится через ряд последовательных стадий. Для чего же это нужно? Таким образом делятся в основном соматические клетки организмов, например, клетки кожи, крови и другие клетки.

Познакомиться с одной интересной формулой:

2n2c, где - это число хромосом, а c  - это число молекул ДНК.

Запись этой формулы означает, что в клетке содержится одинаковые хромосомы. Хромосома представляет из себя молекула ДНК окруженную белковой оболочкой. В клетке две молекула хромосом, в которых находится по одной молекуле ДНК.

Перед осуществлением митоза количество наследственной информации в клетке удваивается. Почему это происходит? Представляем жизненный цикл клетки. Жизненный цикл клетки растительной клетки с момента её образования или деления до последующего деления, включая этап самого деления. Этап жизни , не включающий период деления клетки называется интерфаза. Во время интерфазы происходит удвоение наследственной информации. Количество хромосом остаётся тем же, но количество ДНК удваивается.

2n2c => 2n4c

Основная функция митоза - это сохранить количество хромосом в дочерних клетках, чтобы оно было идентичным количеству хромосом в материнской клетке. При митозе происходит сначала удвоения наследственной информации, а затем эта информации делится на две равные части, образуется 2 клетки, идентичные материнской.

Мейоз - это редукционное деление, при котором образуются половые клетки. Половые клетки необходимы для полового размножения организмов, при котором в результате слияния мужской половой клетки (сперматозоида) и женской половой клетки (яйцеклетки) образуется зигота, которая затем дробится и получается полноценный организм.

Мейоз - это редукционное деление, при котором образуются половые клетки

В процессе мейоза происходит еще одно редукционное деление, которого не было при митозе. Редукционное деление - это уменьшение чего-либо, в данном случае уменьшения количества хромосом. В результате этого деления образуются клетки с одинарным (гаплоидным) набором хромосом.

2n2c => 2n4c => n2c + n2c => (nc+nc) + (nc+nc)

Сегодня мы разобрались тему деление клетки, познакомились с тем что существует 3 основных способа выделения деление клетки при котором обычно соматические клетки кожи крови и так далее и мейоз образование половых клеток в результате которых образуются гаметы то есть сперматозоиды и яйцеклетки после слияния которых образуются уже новый живой организм

Митоз

Давайте постараемся подробнее разобрать принцип деления клетки под названием митоз.

Напомним, митоз - это непрямое деление клетки, при котором сохраняется постоянная набор хромосом в клетке. Это происходит благодаря тому, что наследственный материал в клетке удваивается, зачем клетка делится на две клетки, идентичные материнской.

2n2c => 2n4c => 2n2c + 2n2c

При митозе в дочерней клетке восстанавливается такой же набор хромосом, который был в материнской клетке, там не происходит изменение наследственной информации. В этом заключается основная биологическая роль митоза.

Митоз состоит из четырех стадий.

Первая стадия называется профаза, вторая стадия - метафаза, третья - анафаза, четвёртая стадия носит название телофаза.

Нужно обязательно запомнить эти достаточно сложные названия. Что же протекает в каждую из этих стадий?

Клетки эукариотических организмов (грибы, растения и животные) имеют обособленное оформленное, ядро которое четко видно даже в световой микроскоп. В этом ядре располагается наследственная информация. Наследство информация располагается в виде молекулы ДНК, которые, как правило, находятся около оболочки ядра в свободной форме (хроматин).

митоз - это непрямое деление клетки

На первой стадии наследственный материал конденсируется, утолщается, и наследственная информация преобразуется в плотные укороченные образования, которые уже называются хромосомами.

Также внутри ядра находится ядрышко. Это ядрышко исчезает, растворяется ядерная оболочка и начинает формироваться веретено деления. Начинает формироваться специальный компонент, необходимый для равномерного разделения хромосом внутри ядра клетки.

На втором этапе метофазе из растворенного ядра хромосомы высвобождаются внутрь клетки у клетки. У каждой клетки есть два полюса и экватор, по которому выстраиваются хромосомы.

Во время анафазы веретено деления (специальные белковые нити) прикрепляются к центру хромосом (центромеры) и растаскивает гомологичные хроматиды к полюсам клетки.

На этапе под названием телофаза начинается формирование ядра. Формирование ядра называют кариокинез, образуется перетяжка у клетки, то есть происходит разделение цитоплазмы (цитокинез). В результате этой фазы образуются две клетки, идентичные материнской клетке.


Поделитесь с друзьями или коллегами!



Посмотрите и другие темы:

Биология - наука о живой природе

Современная биология - это системная наука о живой природе, включающая в себя множество прикладных наук. Роль биологии в жизни человека трудно переоценить. Необходимо защищать природу, беречь природные ресурсы и ценить то, что мы имеем.

29.07.2020

Добро пожаловать в удивительный мир геометрии. Сегодня мы познакомимся с очень важными и базовыми понятиями науки математики - прямой, отрезком, лучем и углом.

08.04.2020
Делимость натуральных чисел Признаки делимости

Делители и кратные натуральных чисел. Признаки делимости чисел и деление всех чисел на простые и составные. Разложение на простые множители и правила нахождения наибольшего общего делителя и наименьшего общего кратного нескольких чисел.

09.04.2020


Комментарии

К данному материалу пока нет комментариев.


Добавить комментарий

CAPTCHA на основе изображений
Введите код с картинки