Общая биология

 

 

 ХИМИЧЕСКИЙ  СОСТАВ И СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

 

 

 

Первые наблюдения над клеткой. Изобретение микроскопа и его использование для биологических наблюдений позволило открыть неизвестный до тех пор мир.

 

Началом изучения клетки можно считать 1665 г., когда английский ученый Роберт Гук впервые увидел в микроскоп на тонком срезе пробки мелкие ячейки; он назвал их клетками (от англ. се11 — клетка). По мере усовершенствования микроскопов появлялись все новые сведения о клеточном строении растительных и животных организмов.

 

К началу XIX в. представления о клеточном строении живых организмов получили широкое распространение и признание. Однако, что собой представляет клетка, как она устроена, какова ее роль для организма, как она произошла и множество других вопросов оставались без ответа.

 

Появление и развитие клеточной теории. Очень важное открытие в 30-х годах XIX в. сделал шотландский ученый Роберт Броун. Наблюдая в микроскоп строение листа растения, он обнаружил внутри клетки круглое плотное образование, которое назвал ядром. Это было замечательное открытие, поскольку оно создало основу для сопоставления всех клеток.

 

В 1838 г. немецкий ученый М. Шлейден первым пришел к заключению о том, что ядро является обязательным структурным элементом всех растительных клеток. Познакомившись с этим исследованием, Т. Шванн, соотечественник Шлейдена, был удивлен: точно такие же образования он обнаружил и в животных клетках, изучением которых занимался. Сопоставление большого числа растительных и животных клеток привело его к неожиданному выводу: все клетки, несмотря на их огромное разнообразие, сходны — у них есть ядра.

Обобщив разрозненные факты, Т. Шванн и М. Шлейден сформулировали основное положение клеточной теории: все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению.

 

Немецкий биолог Рудольф Вирхов спустя 20 лет внес очень важное дополнение в клеточную теорию. Он доказал, что количество клеток в организме увеличивается в результате клеточного деления. т. е. клетка происходит только от клетки.

 

По определению Ф. Энгельса, клеточная теория явилась одним ИЗ великих открытий XIX в. Клеточная теория лежит в основе представлений о единстве всего живого, общности его происхождения и эволюционного развития. Основные успехи науки о клетке (как, впрочем, и любой науки о природе) связаны с усовершенствованием инструментов и развитием методов исследования.

Благодаря дальнейшему усовершенствованию светового микроскопа и методов окраски клеток открытия следовали одно за другим. За сравнительно короткое время были выделены и описаны не только ядро и цитоплазма клеток, но и многие заключенные в ней части — органоиды.

 

В настоящее время клетку изучают, применяя физические и химические методы исследования и новейшие приборы. Это и электронные микроскопы , дающие увеличение до 1 000 000 раз, и применение специальных красителей, позволяющих избирательно выявить клеточные структуры и др. Для того чтобы изучить химический состав клетки или ее частей, применяют метод центрифугирования. Он основан на том, что разные клеточные органоиды имеют неодинаковую плотность. При очень быстром вращении в ультрацентрифуге различные органоиды предварительно измельченных клеток располагаются слоями: более плотные осаждаются быстрее и оказываются внизу, сверху — наименее плотные. Слои разделяют и изучают отдельно.

С приходом в науку о клетке физических и химических методов исследования началось успешное проникновение в тайны тончайшей организации клетки. Было выявлено удивительное единство в строении клеток разных организмов, доказана неразрывная связь между ее структурой и функцией. Благодаря этому основные положения клеточной теории, сформулированные более ста лет назад, были развиты и углублены.

 

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии формулируются так:

1.         Клетка является основной структурной и функциональной единицей жизни. Все организмы состоят из клеток, жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.

2.         Клетки всех организмов сходны по своему химическому составу, строению и функциям.

3.         Все новые клетки образуются при делении исходных клеток.

 

Остановимся кратко на положениях клеточной теории. Всем клеткам характерна способность к росту, размножению, дыханию, выделению, использованию и превращению энергии, они реагируют на раздражение. Таким образом, клетки обладают всей совокупностью свойств, необходимых для поддержания жизни. Отдельные их части не могут выполнять весь комплекс жизненных функций, только совокупность структур, образующих клетку, проявляет все признаки жизни. Поэтому только клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов. У многоклеточных организмов (растений, животных, грибов) отдельные клетки тесно и слаженно взаимодействуют друг с другом.

 

Клетки всех организмов имеют сходный химический состав Клетки животных, растений, грибов, в том числе и одноклеточных, имеют сходное строение. Все они имеют ядро и цитоплазму. В цитоплазме под световым микроскопом хорошо видны некоторые клеточные органоиды: вакуоли, хлоропласты, митохондрии — и различного рода включения.

 

 Различные формы клеток в связи с выполняемыми функциями:

 

1 — клетки эпителия кишечника; 2 — бактерии: кокки, кишечная палочка, спириллы со жгутиками на концах тела; 3 — диатомовая водоросль; 4 — мышечная клетка; 5 — нервная клетка; 6 — одноклеточная водоросль ацетобулярия; 7 — клетки печени; 8 — инфузория; 9 — эритроциты; 10 — клетки эпидермиса лука

Строение большинства клеточных органоидов во всех клетках также очень сходно. И в то же время форма и размер клеток даже в пределах одного организма очень разнообразны, что зависит от специализации клетки и выполняемой ею функции. Они могут быть в виде многогранников, а также иметь дисковидную, шаровидную, кубическую формы.

 

Например, клетки покровных тканей плоские и плотно прилегают друг к другу, нервные клетки вытянуты в длинные нити и т. д.

 

Средние размеры клеток — несколько десятков микрометров, хотя бывают клетки меньших и больших размеров. Так, у человека имеются небольшие сферической формы лимфоидные клетки диаметром около 10 мкм1 и нервные клетки, тончайшие отростки которых достигают более 1 м.

 

Общность химического состава и строения клетки — основной структурной и функциональной единицы живых организмов — свидетельствует о единстве происхождения всего живого на Земле.

 

 

 

Смотрите также:

 

Строение и разновидности клеток. Клетка представляет...

Все живое состоит из клеток. Клетка представляет собой элементарную живую систему – основу строения и жизнедеятельности всех животных и растений.

 

Клетка зеленого растения. Клеточная стенка, ядро, и тяжи...

Объем ее равен приблизительно 10 000 мкм3. В одном кубическом сантиметре (1 см3) при плотной упаковке помещается до 100-106 таких клеток.

 

КЛЕТКА — элементарная структурная и функциональная единица...

Термин «клетка» впервые введен англ. ученым Р. Гуком в 1665 г., к-рый, рассматривая под микроскопом тонкие срезы мертвой пробковой ткани растений, заметил...