|
Введение.
За 3 мрд. лет существования на нашей планете живое вещество развилось в несколько миллионов видов, но все они - от бактерий до высших животных - состоят из клеток. Клетка - это организованная часть живой материи: она ус-ваивает пищу, способна существовать и расти, может разделиться на две, каж-дая из которых содержит генетический материал, идентичный исходной клетке.
В 1665 г. Гук издал книгу "Микрография, или некоторые физиологиче-ские описания мельчайших тел посредством увеличительных стекол", где со-общил об открытии им клеточного строения живого вещества (тогда же он впервые употребил термин "клетка"). Фактически же Гук увидел только кле-точные стенки, отличающиеся размерами и толщиной. После Гука клетки, вер-нее, их оболочки, так как микроскопы были несовершенны, обнаруживали у разных растений и в тканях животных.
Клеточная теория, или цитология (греч. kytos... "сосуд, клетка") сложи-лась в течение XIX в. в результате микроскопических исследований, когда поя-вились более совершенные микроскопы (в последнее время ее чаще называют биологией клетки). Броун открыл ядро (1833), описав его как характерное тельце растительных клеток. Его открытие послужило толчком к другим от-крытиям.
Чешский естествоиспытатель Ян Пуркине (1787-1869), открывший ядро яйцеклетки (1825) и проводивший классические исследования по физиологии зрительного восприятия, ввел понятие протоплазмы для клеточного содержи-мого (1839), когда понял, что именно оно, а не стенки клетки, является живым веществом. Позже протоплазму клетки стали разделять на цитоплазму и ядро.
Было подробно изучено и клеточное деление. Затем установили, что хра-нение и передача наследственных признаков осуществляется с помощью кле-точного ядра. При большем увеличении микроскопов в клетках открыли посто-янные специализированные структуры (органоиды, или органеллы) - пластиды (такие, как хлоропласты, характерные для клеток, способных к фотосинтезу) и митохондрии.
Современная клеточная теория исходит из единства расчлененности мно-гоклеточного организма на клетки и его целостности, основанной на взаимо-действии клеток.
От окружающей среды клетка отделена плазматической мембраной, ко-торая регулирует обмен между внутренней и внешней средой и служит грани-цей клетки. В каждой клетке содержится генетический материал в форме ДНК, регулирующей жизнедеятельность и самовоспроизведение, и цитоплазма.
Размеры клеток измеряются в микрометрах (мкм) - миллионных долях метра и нанометрах (нм) - миллиардных долях. Например, соматическая жи-вотная клетка средних размеров имеет 10-20 мкм в диаметре, растительная - 30-50 мкм; длина хлоропласта цветкового растения 5-10 мкм, бактерии - 2 мкм.
Клетки существуют как самостоятельные организмы (простейшие, бакте-рии) или входят в состав многоклеточных организмов. Половые клетки служат для размножения, соматические (греч. sота "тело") клетки отличаются по строению и функциям (нервные, мышечные, костные). Клетки отличаются своими размерами, формой, количеством поглощенного красителя. Клетки од-ного типа, сгруппированные вместе, образуют ткань, например, мышечную, из которой состоит сердце, или эпителий покрывающий тот или иной орган и вы-полняющий защитную, выделительную и всасывающую функции (например, кожа).
Каждый орган состоит из многих тканей, каждая ткань образуется осо-быми клетками. При большем увеличении в клетках можно обнаружить орга-неллы, выполняющие свой набор функций. В ядре хранится генетическая ин-формация, в секреторных гранулах запасаются вещества, которые впоследст-вии выделяются из клетки. Наружная мембрана контролирует поступление ве-ществ внутрь клетки и выход из нее. Органелла выполняет свою функцию че-рез серию сопряженных химических реакций, каждая из которых катализиру-ется специальным белком - ферментом. Органелльная организация клетки иг-рает важную роль в ее функционировании, иначе тысячи клеточных ферментов были бы перемешаны и упорядоченная активность клетки была бы невозмож-на.
Поскольку каждая клетка выполняет свою функцию в организме, можно было бы ожидать, что это отражено в ее строении, но, оказывается, специали-зация достигается за счет усиленного развития тех или иных свойств, прису-щих почти всем типам клеток. Химический состав клеток весьма сложен. Кро-ме воды (около 70%), в ней содержатся белки, нуклеиновые кислоты, ионы ми-неральных солей, углеводы, жироподобные вещества - липиды и другие орга-нические вещества меньшего молекулярного веса, которые являются строи-тельным материалом для биополимеров.
|
На уровень вверх
Купить