Вопрос 3.Клеточная теория- этапы развития.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ

- 1590-1610 гг. - голландские оптики братья Ганс и Захариус Янсены создают микроскоп.

- 1665 г. - Роберт Гук впервые употребил термин «клетка» для описания структуры пробки.

- 1650-1700 - Антони ван Левенгук при помощи хорошо отшлифованных линз наблюдает различные одноклеточные организмы, в 1676 г. описывает бактерии; изучает более 200 видов организмов, дрожжевые грибы, эритроциты, сперматозоиды.

- 1667 г. - Ян Сваммердам исследует микроскопическое строение насекомых.

- 1661-1668 гг. - Марчелло Мальпиги изучает клетки растений, мозга, печени, сетчатки, нервов, кожи, капилляров и т. П

- 1759 г. - Каспар Фридрих Вольф разрушает теорию преформизма, дает начало эмбриологии и цистологии.

- 1827 г. - Долланд резко улучшает качество линз, интерес к микроскопии увеличивается.

- 1827 г. - Карл Максимович Бэр открывает яйцеклетки млекопитающих, устанавливает, что все организмы начинают свое развитие с одной клетки, т. е. клетка - единица развития.

- 1831-1833 - Роберт Броун обнаружил ядро в растительных клетках.

- 1839 г. - ботаник М. Шлейден и зоолог М. Шванн сформулировали клеточную теорию, пришли к выводу, что клетка является основной единицей строения и функции в живых организмах.

- 1840 г.- Ян Пуркинье предложил название протоплазмы для клеточного содержимого.

- 1855 г. - Рудольф Вирхов высказал свое знаменитое утверждение о том, что всякая клетка происходит от клетки.

- 1866 г. - Геккель установил, что хранение и передачу наследственной информации осуществляет ядро, т. е. установлены функции ядра.

- 1866-1883 гг. - открыты пластиды, в частности хлоропласты.

- 1890 г. - открыты митохондрии.

- 1898 г. - Камилло Гольджи открыл органоид, получивший впоследствии название «минарет Гольджи». - 1900 г. - вновь открыты законы Г. Менделя, начинает развиваться цитогенетика.

- 1930-е гг. - появился электронный микроскоп и стало возможным по настоящее время изучение ультраструктуры клетки.

Вопрос 4. Постулаты клеточной теории.

Постулаты клеточной теории. Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и на сегодняшний день, хотя за более чем сто пятьдесят лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток. В настоящее время клеточная теория постулирует следующее: 1. Клетка — элементарная единица живого: вне клетки нет жизни. 2. Клетка — единая система, включающая множество закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц — органелл или органоидов. 3. Клетки сходны (гомологичны) по строению и по основным свойствам. 4. Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала (ДНК): клетка от клетки. 5. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция). 6. Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т.е. обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию - к дифференцировке.

Клетка — элементарная единица живого: вне клетки нет жизни. Клетка – это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурированная система биополимеров (белков, нуклеиновых кислот) и их макромолекулярных комплексов, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом. Короче: клетка – самоподдерживающаяся и самовоспроизводящаяся система биополимеров. Это определение дает описание основных свойств «живого» – воспроизведение подобного себе из неподобного себе.

Клетка — единая система, включающая множество закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц — органелл или органоидов. Формально любую клетку можно «разложить» на ряд как бы независимых структурных и функциональных компонентов, выполняющих свои специфические функции. Так, например, эукариотические клетки принято разделять на ядра и цитоплазму. В цитоплазме, в свою очередь выделяют гиалоплазму или основную плазму клетки (цитозоль – растворимый компонент цитоплазмы по терминологии биохимиков), а также целый ряд структур – органелл, выполняющих свои отдельные специфические функции. Это мембранные органеллы: одномембранные (вакуолярная система, включающая в себя эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, эндо- и экзоцитозные вакуоли, лизосомы, пероксисомы) и двумембранные (митохондрии и пластиды). К немембранным органеллам нужно отнести рибосомы и систему цитоскелетных фибрилл. Кроме того вся поверхность клетки покрыта цитоплазматической мембраной, тесно функционально связанной как с вакуолярной системой, с элементами цитоскелета, так и с гиалоплазмой.Но каждая из этих морфологических «отдельностей» представляет собой новую систему или подсистему функционирования. Так клеточное ядро является системой хранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Гиалоплазма – система основного промежуточного обмена; рибосомы – элементарные клеточные машины синтеза белка; цитоскелет – опорно-двигательная система клетка; вакуолярная система – система синтеза и внутриклеточного транспорта белковых биополимеров и генезиса многих клеточных мембран; митохондрии – органеллы энергообеспечения клетки за счет синтеза АТФ, пластиды растительных клеток – система синтеза АТФ и фотосинтеза, плазматическая мембрана – барьерно-рецепторно-транспортная система клетки.Аналоги этих систем есть и у прокариот: это – плазматическая мембрана, которая кроме пограничной роли участвует в процессах синтеза АТФ и фотосинтеза, цитозоль, рибосомы, и даже элементы цитоскелета.Важно подчеркнуть, что все эти подсистемы клетки образуют некое сопряженное единство, находятся во взаимозависимости. Так, например, нарушение функций ядра сразу сказывается на синтезе клеточных белков, нарушение работы митохондрий прекращает все синтетические и обменные процессы в клетке, разрушение элементов цитоскелета прекращает внутриклеточный транспорт и т.д. Как в часовом механизме повреждение любой его части приводит к остановке всей системы в целом.

Гомологичность клеток.Термин гомологичность означает сходство по коренным свойствам и отличие по второстепенным. Так, например, руки человека, крыло птицы, передняя нога лошади гомологичны, сходны не только по плану строения, но и по своему происхождению. Подобно этому можно говорить, что разные клетки организмов растительного или животного происхождения сходны, гомологичны. Это обобщение, сделанное еще Т. Шванном, нашло свое подтверждение и развитие в современной цитологии, использующей новые достижения техники, такие, как электронный микроскоп. Гомологичность строения клеток наблюдается внутри каждого из типов клеток: прокариотическом и эукариотическом. Хорошо известно разнообразие клеток как бактериальных, так и высших организмов. Такое одновременное сходство строения и разнообразие форм определяются тем, что клеточные функции можно грубо подразделить на две группы: обязательные и факультативные. Обязательные функции, направленные на поддержание жизнеспособности своих клеток, осуществляются специальными внутриклеточными структурами. Общим же законом для многоклеточных растительных и животных организмов является то, что несмотря на структурные и функциональные различия клеток данного организма в генетическом отношении они однородны, тождественны и тотипотентны.

Подводя итог рассмотрению современного состояния клеточной теории, нужно сказать, что именно клетка является единицей развития многоклеточных, единицей их строения, единицей функционирования и единицей патологических изменений организма.

В опрос 5.Общая морфология животной и растительной клетки. Сходство различия. Взаимосвязь структуры и функции.

Общим для всех клеток является их морфологическое строение. Каждая клетка представляет собой живое вещество — протоплазму, содержащую ядро и отграниченную от внешней среды клеточной оболочкой — протоплазматической мембраной. Клеточная мембрана помимо механической функции, обладая избирательной проницаемостью, играет важную роль в обмене веществ клетки: она не только разделяет, но и связывает клетки между собой. В протоплазме находятся микроскопические «органы» клетки — клеточные органоиды. К ним относятся: митохондрии — «энергостанции» клетки, дающие ей энергию для процессов жизнедеятельности (их особенно много в мышечных клетках, расходующих большое количество энергии); рибосомы — «фабрики» белков (самые маленькие органоиды клетки), являющиеся местом синтеза белков; лизосомы — «органы пищеварения» клетки. Лизосомы представляют собой микроскопические мешочки, покрытые мембраной такого же строения, как клеточная, и заполненные ферментами, которые расщепляют крупные молекулы питательных веществ на более мелкие части. Рядом с ядром клетки находятся так называемые центриоли, или центросомы, играющие важную роль в делении клетки. Вся протоплазма клетки пронизана системой полостей и канальцев, играющих важную роль в транспорте различных веществ. Эта своеобразная и лабильная система «трубопроводов» клетки, называемая эндоплазма-тической сетью, необходима для нормального течения клеточных процессов обмена веществ; она участвует в синтезе белков и выполняет механические функции. Относительно мало изучены строение и функции еще одного органоида клетки — аппарата Гольджи (сетчатое тело, или диктиосома), который состоит из нескольких не связанных между собой тел. Есть доказательства, что аппарат Гольджи принимает участие в синтезе клеточных мембран при делении клеток и замене старых, «отслуживших свой срок», новыми, а также в секреции некоторых безбелковых веществ. Обязательным компонентом любой клетки является клеточное ядро. Оно является главным распорядителем всех клеточных процессов и местом хранения наследственной информации. Разрушение ядра приводит к нарушению процессов жизнедеятельности клетки и ее гибели. Общим для всех клеток является их химический состав. Из 104 известных в настоящее время химических элементов в состав живых организмов входит свыше 70. Основу любой клетки составляют четыре химических элемента: углерод, водород, кислород и азот (96 % массы клетки); около 3 % массы клеток — фосфор, сера, кальций, калий, натрий, хлор, железо, магний, кремний; около 1 % — так называемые микроэлементы: йод, медь, кобальт, цинк, никель, золото и многие другие, составляющие сотые и тысячные доли процента клеточного содержимого. Все химические соединения клетки можно разделить на две группы: неорганические — вода и минеральные соли; органические — белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и некоторые другие соединения. В растительной и животной клетке существуют общие органоиды, такие как ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Однако растительная клетка имеет существенные отличия от животной клетки. Растительная клетка как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, но кроме неё ограничена толстой клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, которой нет у животных клеток. Накапливающие клеточный сок вакуоли есть как в растительных, так и в животных клетках, но в животных клетках они выражены слабо. Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии — это одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растений. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах. Так, в животных клетках, в отличие от растительных, отсутствуют следующие пластиды: хлоропласты (отвечают за реакцию фотосинтеза), лейкопласты (отвечают за накопление крахмала) и хромопласты (придают окраску плодам и цветам растений)Таким образом, следующие основные отличия растительной от животной клетки:

1) В растительной клетке присутствует прочная и толстая клеточная стенка из целлюлозы

2) В растительной клетке развита сеть вакуолей, в животной клетке она развита слабо

3) Растительная клетка содержит особые органоиды — пластиды (а именно, хлоропласты, лейкопласты и хромопласты), а животная клетка их не содержит.