Строение и функции оболочки клетки

План реферата

1.  Введение ................................................................................ 1

2.  Строение и функции оболочки клетки ......................... 2

·     Оболочка клеток ......................................................................................2

·     Плазматическая мембрана ...................................................................2

·     Фагоцитоз ..................................................................................................3

·     Цитоплазма ................................................................................................3

·     Эндоплазматическая сеть .....................................................................4

·     Рибосомы ....................................................................................................4

·     Митохондрии .............................................................................................4

·     Пластиды .....................................................................................................5

·     Аппарат Гольджи ......................................................................................5

·     Лизосомы .....................................................................................................6

·     Клеточный центр ......................................................................................6

·     Клеточные включения ............................................................................6

·     Ядро ...............................................................................................................6

3.  Химический состав клетки. Неорганические вещества....6

·     Атомный и молекулярный состав клетки .......................................... 6

·     Содержание химических элементов в клетке (таблица) ...............7

 

Введение  

Цитология - наука  о клетке. Наука о клетке называется цитологией (греч. «цитос»-клетка, «логос»-наука). Предмет цитологии - клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных  организмов, к числу которых относятся  бактерии, простейшие и одноклеточные  водоросли. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции  внутриклеточных структур, функции  клеток в организме животных и  растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды. Современная цитология - наука комплексная. Она имеет  самые тесные связи с другими  биологическими науками, например с  ботаникой, зоологией, физиологией, учением  об эволюции органического мира, а  также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой. Цитология - одна из относительно молодых биологических  наук, ее возраст около 100 лет. Возраст  же термина “клетка” насчитывает  свыше 300 лет. Впервые название «клетка» в середине XVII в. применил Р.Гук. Рассматривая тонкий срез пробки с помощью микроскопа, Гук увидел, что пробка состоит  из ячеек - клеток.  

Клеточная теория. В  середине XIX столетия на основе уже  многочисленных знаний о клетке Т. Шванн  сформулировал клеточную теорию (1838). Он обобщил имевшиеся знания о клетке и показал, что клетка представляет основную единицу строения всех живых организмов, что клетки животных и растений сходны по своему строению. Эти положения явились  важнейшими доказательствами единства происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Т.Шван внес в науку правильное понимание клетки как самостоятельной единицы жизни, наименьшей единицы живого: вне клетки нет жизни.  

Изучение химической организации клетки привело к  выводу, что именно химические процессы лежат в основе ее жизни, что клетки всех организмов сходны по химическому  составу, у них однотипно протекают  основные процессы обмена веществ. Данные о сходстве химического состава  клеток еще раз подтвердили единство всего органического мира.  

Современная клеточная - теория включает следующие положения:    

клетка - основная единица  строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;   

клетки всех одноклеточных  и многоклеточных организмов сходны ( гомологичны ) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;   

размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;    

в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и  образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между  собой и подчинены нервным  и гуморальным системам регуляции.   

Исследования клетки имеют большое значение для разгадки заболеваний. Именно в клетках начинают развиваться патологические изменения, приводящие к возникновению заболеваний. Чтобы понять роль клеток в развитии заболеваний, приведем несколько примеров. Одно из серьезных заболеваний человека - сахарный диабет. Причина этого  заболевания - недостаточная деятельность группы клеток поджелудочной железы, вырабатывающих гормон инсулин, который  участвует в регуляции сахарного  обмена организма. Злокачественные  изменения, приводящие к развитию раковых  опухолей, возникают также на уровне клеток. Возбудители кокцидиоза - опасного заболевания кроликов, кур, гусей  и уток - паразитические простейшие - кокцидии проникают в клетки кишечного  эпителия и печени, растут и размножаются в них, полностью нарушают обмен  веществ, а затем разрушают эти  клетки. У больных кокцидиозом  животных сильно нарушается деятельность пищеварительной системы и при  отсутствии лечения животные погибают. Вот почему изучение строения, химического  состава, обмена веществ и всех проявлений жизнедеятельности клеток необходимо не только в биологии, но также в  медицине и ветеринарии.  

Изучение клеток разнообразных  одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью светооптического и электронного микроскопов показало, что по своему строению они разделяются  на две группы. Одну группу составляют бактерии и сине-зеленые водоросли. Эти организмы имеют наиболее простое строение клеток. Их называют доеденными (прокариотами), так как у них нет оформленного ядра (греч. «картон»-ядро) и нет многих структур, которые называют органоидами. Другую группу составляют все остальные организмы: от одноклеточных зеленых водорослей и простейших до высших цветковых растений, млекопитающих, в том числе и человека. Они имеют сложно устроенные клетки, которые называют ядерными (эукариотическими). Эти клетки имеют ядро и органоиды, выполняющие специфические функции.  

Особую, неклеточную  форму жизни составляют вирусы, изучением  которых занимается вирусология.  

Строение  и функции оболочки клетки   

Клетка любого организма, представляет собой целостную живую  систему. Она состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетка осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними  клетками (в многоклеточных организмах).   

Оболочка клеток. Оболочка клеток имеет сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазматической мембраны. Клетки животных и растений различаются по строению их наружного слоя. У растений, а также у бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов на поверхности клеток расположена плотная оболочка, или клеточная стенка. У большинства растений она состоит из клетчатки. Клеточная стенка играет исключительно важную роль: она представляет собой внешний каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток: через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.   

Наружный слой поверхности  клеток животных в отличие от клеточных  стенок растений очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп  и состоит из разнообразных полисахаридов  и белков. Поверхностный слой животных клеток получил название гликокаликс.   

Гликокаликс выполняет прежде всего функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами. Имея незначительную толщину (меньше 1 мкм), наружный слой клетки животных не выполняет опорной роли, какая свойственна клеточным стенкам растений. Образование гликокаликса, так же как и клеточных стенок растений, происходит благодаря жизнедеятельности самих клеток.  

Плазматическая мембрана. Под гликокаликсом и клеточной стенкой растений расположена плазматическая мембрана (лат. “мембрана»-кожица, пленка), граничащая непосредственно с цитоплазмой. Толщина плазматической мембраны около 10 нм, изучение ее строения и функций возможно только с помощью электронного микроскопа.   

В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядочено расположены  и соединены друг с другом химическими  взаимодействиями. По современным представлениям молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной слой. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину.    

Молекулы белка  и липидов подвижны, что обеспечивает динамичность плазматической мембраны.    

Плазматическая мембрана выполняет много важных функций, от которых завидят жизнедеятельность  клеток. Одна из таких функций заключается  в том, что она образует барьер, отграничивающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Но между  клетками и внешней средой постоянно  происходит обмен веществ. Из внешней  среды в клетку поступает вода, разнообразные соли в форме отдельных  ионов, неорганические и органические молекулы. Они проникают в клетку через очень тонкие каналы плазматической мембраны. Во внешнюю среду выводятся  продукты, образованные в клетке. Транспорт  веществ- одна из главных функций  плазматической мембраны. Через плазматическую мембрану из клети выводятся продукты обмена, а также вещества, синтезированные  в клетке. К числу их относятся  разнообразные белки, углеводы, гормоны, которые вырабатываются в клетках  различных желез и выводятся  во внеклеточную среду в форме  мелких капель.   

Клетки, образующие у  многоклеточных животных разнообразные  ткани ( эпителиальную, мышечную и др.), соединяются друг с другом плазматической мембраной. В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может  образовывать складки или выросты, которые придают соединениям  особую прочность.   

Соединение клеток растений обеспечивается путем образования  тонких каналов, которые заполнены  цитоплазмой и ограничены плазматической мембраной. По таким каналам, проходящим через клеточные оболочки, из одной  клетки в другую поступают питательные  вещества, ионы, углеводы и другие соединения.   

На поверхности  многих клеток животных, например различных  эпителиев, находятся очень мелкие тонкие выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной, - микроворсинки. Наибольшее количество микроворсинок находится на поверхности клеток кишечника, где происходит интенсивное переваривание и всасывание переваренной пищи.  

Фагоцитоз. Крупные молекулы органических веществ, например белков и полисахаридов, частицы пищи, бактерии поступают в клетку путем фагоцита (греч. “фагео” - пожирать). В фагоците непосредственное участие принимает плазматическая мембрана. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембрана прогибается, образует углубление и окружает частицу, которая в “мембранной упаковке” погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества.     

Цитоплазма. Отграниченная от внешней среды плазматической мембраной, цитоплазма представляет собой внутреннюю полужидкую среду клеток. В цитоплазму эукариотических клеток располагаются ядро и различные органоиды. Ядро располагается в центральной части цитоплазмы. В ней сосредоточены и разнообразные включения - продукты клеточной деятельности, вакуоли, а также мельчайшие трубочки и нити, образующие скелет клетки. В составе основного вещества цитоплазмы преобладают белки. В цитоплазме протекают основные процессы обмена веществ, она объединяет в одно целое ядро и все органоиды, обеспечивает их взаимодействие, деятельность клетки как единой целостной живой системы. 

Эндоплазматическая  сеть. Вся внутренняя зона цитоплазмы заполнена многочисленными мелкими каналами и полостями, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. Эти каналы ветвятся, соединяются друг с другом и образуют сеть, получившую название эндоплазматической сети.  

Эндоплазматическая  сеть неоднородна по своему строению. Известны два ее типа - гранулярная  и гладкая. На мембранах каналов  и полостей гранулярной сети располагается  множество мелких округлых телец - рибосом, которые придают мембранам шероховатый  вид. Мембраны гладкой эндоплазматической сети не несут рибосом на своей  поверхности.  

Эндоплазматическая  сеть выполняет много разнообразных  функций. Основная функция гранулярной  эндоплазматической сети - участие  в синтезе белка, который осуществляется в рибосомах.  

На мембранах гладкой  эндоплазматической сети происходит синтез липидов и углеводов. Все эти  продукты синтеза накапливаются н каналах и полостях, а затем транспортируются к различным органоидам клетки, где потребляются или накапливаются в цитоплазме в качестве клеточных включений. Эндоплазматическая сеть связывает между собой основные органоиды клетки.  

Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой.