Клетка как структурная и функциональная единица живого: особенности строения и значения клеток

Биологические (элементарные) мембраны

Биологические (элементарные) мембраны — это активные молекулярные комплексы, разделяющие внутриклеточные органоиды и клетки. Все мембраны имеют сходное строение.

Структура и состав мембран: толщина 6-10 нм; состоят в основном из молекул белков и фосфолипидов.

■Фосфолипиды образуют двойной (бимолекулярный) слой, в котором их молекулы обращены своими гидрофильными (водорастворимыми) концами наружу, а гидрофобными (водонерастворимыми) концами — внутрь мембраны.

■ Белковые молекулы располагаются на обеих поверхностях двойного липидного слоя (периферические белки), пронизывают оба слоя молекул липидов (интегральные белки, большая часть которых — ферменты) или только один их слой (полуинтегральные белки).

Свойства мембран: пластичность, асимметрия (состав наружного и внутреннего слоев и липидов, и белков различен), полярность (внешний слой заряжен положительно, внутренний — отрицательно), способность самозамыкаться, избирательная проницаемость (при этом гидрофобные вещества проходят через двойной липидный слой, а гидрофильные — через поры в интегральных белках).

Функции мембран: барьерная (отделяет содержимое органоида или клетки от окружающей среды), структурная (обеспсчнило определенную форму, размеры и устойчивость органоида или клетки), транспортная (обеспечивает транспорт веществ в органоид или клетку и из нее), каталитическая (обеспечивает примембранные биохимические процессы), регулятивная (участвует в регуляции обмена веществ и энергии между органоидом или клеткой и внешней средой), участвует в преобразовании энергии и поддержании трансмембранного электрического потенциала.

Строение и значение клеток

Хотя клетки тканей имеют различное строение и выполняют разные функции, им характерно много общих морфологических особенностей (сформированное ядро, подобный набор органоидов) и подобных функциональных свойств (использование и превращение энергии, биосинтез белков, процессы размножения), что свидетельствует о единстве происхождения живых организмов планеты, о единообразии всего органического мира.

Основными структурными элементами типичной клетки являются: плазматическая мембрана, цитоплазма с разнообразными органоидами, ядро. Для растительных клеток характерно также наличие вакуоли, хорошо оформленной целлюлозной оболочки и различного типа пластиды.

Клетки отличаются друг от друга:

по форме — клетки бывают цилиндрические и кубические (в эпителиальных тканях), дискообразные (эритроциты), круглые (яйцеклетки), продолговатые и веретенообразные (мышечные), звёздчатые (нервные). Среди клеток встречаются и такие, которым не присуща постоянная форма — амебоидные клетки (лейкоциты);

по биохимическим характеристикам – при отсутствии в специализированных клетках пигмента хлорофилла или бактериохлорофилла процесс фотосинтеза станет невозможным;

по функциям – различают клетки двух типов: гаметы и соматические – клетки тела различных типов.

Большинство клеток многоклеточного организма имеют размеры от 10 до 100 мкм, а мельчайшие – 2 – 4 мкм.

Пример 2

Большие размеры у некоторых растительных клеток с большими вакуолями в цитоплазме: клетки мякиша арбуза, лимона (их можно увидеть невооружённым глазом). Очень большие размеры (в диаметре до нескольких сантиметров) присущи яйцеклеткам птиц и некоторым рыбам. Одного метра и больше достигают иногда отростки нервных клеток.

У животных размеры клетки не зависят от размера тела.

Пример 3

Клетки печени мыши и лошади почти одинакового размера.

Обычно в организме очень большое количество клеток. Лишь отдельные многоклеточные организмы имеют небольшое количество клеток.

Пример 4

Организм таких сравнительно больших животных, как коловратки, состоит всего из 400 клеток. У позвоночных животных и человека самыми многочисленными являются клетки крови и головного мозга

Небольшие размеры и значительное количество клеток создают у многоклеточных животных огромную поверхность, что имеет значение для обеспечения быстрого обмена веществ.

Примечания

1. Cell Movements and the Shaping of the Vertebrate Body in Chapter 21 of Molecular Biology of the Cell fourth edition, edited by Bruce Alberts (2002) published by Garland Science.
   The Alberts text discusses how the «cellular building blocks» move to shape developing embryos. It is also common to describe small molecules such as amino acids as «molecular building blocks».
2. Integrative Biology 131 — Lecture 03: Skeletal System on YouTube first 12 minutes of the lecture covers cells (by Marian Diamond).
3. Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6. http://www.phschool.com/el_marketing.html.
4. Mitzi Perdue. «Facts about Birds and Eggs». http://www.eggscape.com/birds.htm. Retrieved 2010-04-15.
5. Maton, Anthea; Hopkins, Jean Johnson, Susan LaHart, David Quon Warner, Maryanna Wright, Jill D (1997). Cells Building Blocks of Life. New Jersey: Prentice Hall. ISBN 0-13-423476-6.
6. … I could exceedingly plainly perceive it to be all perforated and porous, much like a Honey-comb, but that the pores of it were not regular these pores, or cells, were indeed the first microscopical pores I ever saw, and perhaps, that were ever seen, for I had not met with any Writer or Person, that had made any mention of them before this. . .» – Hooke describing his observations on a thin slice of cork. Robert Hooke
7. http://en.wikipedia.org/wiki/Cell_(biology)

Плазматическая мембрана (плазмалемма)

Плазматическая мембрана, или плазмалемма, — это биологическая мембрана или комплекс плотно прилегающих друг к другу биологических мембран, покрывающих клетку с внешней стороны.

Строение, свойства и функции плазмалеммы в основном такие же, как и у элементарных биологических мембран.

❖ Особенности строения:

■ наружная поверхность плазмалеммы содержит гликокаликс — полисахаридный слой молекул гликолипоидов и гликопротеидов, служащих рецепторами для «узнавания» определенных химических веществ; у животных клеток она может быть покрыта слизью или хитином, а у растительных клеток — целлюлозой или пектиновыми веществами;

■ обычно плазмалемма образует выросты, впячивания, складки, микроворсинки и др., увеличивающие поверхность клетки.

■ Дополнительные функции: рецепторная (участвует в «узнавании» веществ и в восприятии сигналов из окружающей среды и передаче их в клетку), обеспечение связи между клетками в тканях многоклеточного организма, участие в построении специальных структур клетки (жгутиков, ресничек и др.).

Ткани

Клетки могут существовать по одной, как в одноклеточных организмах, но чаще всего они объединяются в группы себе подобных и образуют различные тканевые структуры, из которых и состоит организм. В теле человека существует несколько видов тканей:

• эпителиальная – сосредоточена на поверхности кожных покровов, органов, элементов пищеварительного тракта и дыхательной системы;
• мышечная — мы двигаемся благодаря сокращению мышц нашего тела, осуществляем разнообразные движения: от простейшего шевеления мизинцем, до скоростного бега. Кстати, биение сердца тоже происходит за счёт сокращения мышечной ткани;
• соединительная ткань составляет до 80 процентов массы всех органов и играет защитную и опорную роль;
• нервная — образует нервные волокна. Благодаря ей по организму проходят различные импульсы.

Соединительная ткань

5 положений современной клеточной теории

Основные положения современной клеточной теории:

1. Клетка — основная структурная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, способная к самовоспроизведению и саморегуляции. 
2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным процессам жизнедеятельности и обмену веществ. 
3. Размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.
4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям.
5. Клеточное строение организмов — доказательство единства происхождения всего живого. 

Создание клеточной теории привело к определению клетки, как элементарной структуре живых систем с сопутствующими признакам и свойствами. С возникновением клеточной теории стали появляться гипотезы о происхождении живых тел.

Внешний поиск по URL

Можно также создавать ссылки, которые используют возможности данного расширения, но без самого поля на странице. Например, http://ru.community.wikia.com/index.php?title=Тестовая_страница&preload=Справка:Inputbox&action=edit откроет новую страницу «Тестовая страница» и загрузит в неё содержимое страницы Справка:Inputbox. Можно открывать страницы с настраиваемым сообщением вверху страницы. Например: http://ru.community.wikia.com/index.php?title=Тестовая_страница&editintro=Шаблон:Политика&action=edit загрузит пустую страницу с шаблоном Шаблон:Политика сверху окна редактирования. Можно сочетать эти два параметра и открыть новую страницу с сообщением Шаблон:Политика вверху и содержимым Справка:Inputbox в загруженном окне: http://ru.community.wikia.com/index.php?title=Тестовая_страница&preload=Справка:Inputbox&action=edit&editintro=Шаблон:Политика

Популярные сегодня темы

К главным особенностям драматургии Чехова относятся новаторство и художественное своеобразие каждого из его произведений. Разбирая черты его драматических произведений более детально, можно в

Одной из красивейших популяций, относящейся к насекомым — это стрекозы. Они обитают вблизи прудов, рек и озер, в мире насчитывается более 6500 их видов.

Николай Вавилов – известный русский, советский биолог и генетик, внёсший огромный вклад в развитие селекции и теории происхождения растительного мира.

Замки строили богатые феодалы, вначале это были строения из дерева, после 10 в. стали возводить каменные сооружения, так как они более долговечны, и прочны.

Клетка является основной структурной и функциональной единицей жизни. Клетки могут существовать и как самостоятельные одноклеточные организмы (бактерии, простейшие), и как строительный материал тканей многоклеточных организмов.

Новые клетки образуются путем деления клеток, существовавших ранее. Представление о клетке появилось в XVII в., а затем была сформулирована клеточная теория. Ученые выяснили, что клетки всех организмов сходны по химическому составу и состоят из сходных структур.

Биологическая мембрана

Схема строения биологической мембраны: 1 — гидрофильные концы липидных молекул; 2 — гидрофобные концы липидных молекул; 3 — периферические белки; 4 — полуинтегральные белки; 5 — интегральные белки; 6 — гликокалис.

Эукариотическая клетка представляет собой элементарную живую систему, состоящую из трех основных структурных компонентов оболочки, цитоплазмы и ядра.

Биологическая (элементарная) мембрана имеет толщину 6 — 10 нм и при рассмотрении под электронным микроскопом выглядит трехслойной. Наружный и внутренний слои мембраны (темные) образованы молекулами белков, а средний (светлый) – бимолекулярным слоем липидов (преимущественно фосфолипиды). Липидные молекулы расположены строго упорядоченно: гидрофильные концы молекул обращены к белковым слоям, а гидрофобные – друг к другу. Белковые молекулы по отношению к липидному слою могут располагаться по-разному: большинство их находится на наружной и внутренней поверхностях билипидного слоя (периферические белки), часть молекул пронизывает один слой липидных молекул (полуинтегральные белки), а часть – оба слоя липидных молекул (интегральные белки). Такая структура мембран обеспечивает их свойства:

• пластичность;
• полупроницаемость;
• способность самозамыкаться.

Биологическая мембрана обладает избирательной проницаемостью, которая обусловлена особенностями ее строения. Большинство интегральных белковых молекул, пронизывающих оба липидных слоя, являются ферментами. Они образуют гидрофильные поры, через которые проходят водорастворимые вещества. В липидном слое мембран могут растворяться и проходить через них гидрофобные вещества.

Большую роль в обеспечении избирательного поступления веществ через мембраны играет надмембранный комплекс – гликокаликс (преимущественно разветвленные молекулы гликопротеинов, распопоженные на поверхности мембран), большинство из которых представляют собой рецепторы, воспринимающие («узнающие») определенные химические вещества, окружающие клетку. Гликокаликс обеспечивает взаимоотношения клеток многоклеточного организма, иммунный ответ и другие реакции.

Функции биологической мембраны:

• структурная – является структурным компонентом плазмалеммы‚ большинства органоидов и кариолеммы;
• разделительная – разделяет цитоплазму клетки на отдельные отсеки;
• транспортная – обеспечивает транспорт веществ;
• рецепторная – узнает определенные вещества;
• ферментативная – некоторые белки мембран являются ферментами.

Читайте: Кожа человека – состав, строение, функции и гигиена #42

Питание

Для простейших характерен гетеротрофный тип питания, однако некоторые из них миксотрофы (например, эвглена зелёная). Сейчас разберемся в их различиях.

Гетеротрофы в ходе питания поглощают органику, созданную другими организмами. 

Миксотрофы – организмы, которые могут питаться автотрофно, то есть фотосинтезировать, а при недостаточном освещении переходить к поглощению уже готовой органики из среды. 

Таким образом, их питание – “микс” из гетеротрофного и автотрофного типов. Это очень удобный механизм выживания, как у ноутбука: если нет зарядки от розетки, он переходит на энергию батареи.

У миксотрофов есть особый светочувствительный органоид – стигма, или глазок, благодаря которому эвглены могут перемещаться в более освещенное место. Это явление называется положительный фототаксис. 

Как организм, не имеющий органов слуха, зрения и осязания, понимает, в какую сторону ему нужно двигаться?Помимо фототаксиса простейшие могут ориентироваться с помощью хемотаксиса. Хеморецепторы на поверхности клетки улавливают изменение pH среды, увеличение или уменьшение концентрации химических веществ. Эти рецепторы – глаза, уши и нос простейшего, именно они получают информацию о том, где “хорошо”, а где “плохо”. И тогда клетка движется в направлении от агрессивных веществ или к питательному субстрату.

Скопление эвглен в наиболее освещённом месте временного препарата

Пиноцитоз и фагоцитоз

Простейшие-гетеротрофы могут поглощать жидкие компоненты среды (белки, липиды, растворенные углеводы) в виде капель. Такой способ питания называется пиноцитоз. 

Также одноклеточные животные могут поглощать твердые частицы (бактерии, кусочки детрита) с помощью фагоцитоза. При таком питании мембрана клетки животного впячивается внутрь и образует фагоцитозный пузырёк, который впоследствии становится пищеварительной вакуолью.

Питание амёбы: 1 – фагоцитоз, 2 – пиноцитоз

Клеточная теория

С момента открытия интерес вокруг живых клеток и их строения не утихал. Так, в середине XIX века Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали несколько утверждений о единстве строения и развития жизни.

Так появилась клеточная теория, одно из важнейших биологических обобщений. Теория утверждает следующее:

I. Все организмы состоят из клеток. Таким образом, клетка – основная структурная и функциональная единица.

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

III. Каждая новая клетка образуется только в результате деления другой (материнской) клетки.

IV. В многоклеточных организмах клетки специализируются по функциям и образуют ткани.

V. Клетки многоклеточного организма содержат одинаковую генетическую информацию.

Клеточная стенка (оболочка)

Клеточная стенка — это жесткая структура, расположенная снаружи плазмалеммы и представляющая собой внешний покров клетки. Присутствует у прокариотических клеток и клеток грибов и растений.

❖ Состав клеточной стенки: целлюлоза у клеток растений и хитин у клеток грибов (структурные компоненты), белки, пектины (которые участвуют в образовании пластинок, скрепляющих стенки двух соседних клеток), лигнин (скрепляющий целлюлозные волокна в очень прочный каркас), суберин (откладывается на оболочку изнутри и делает ее практически непроницаемой для воды и растворов) и др. Наружная поверхность клеточной стенки эпидермальных клеток растений содержит большое количество карбоната кальция и кремнезема (минерализация) и покрыта гидрофобными веществами восками и кутикулой (слоем вещества кутина, пронизанным целлюлозой и пектинами).

❖ Функции клеточной стенки: служит внешним каркасом, поддерживает тургор клеток, выполняет защитную и транспортную функции.

Преимущества многоклеточности

Какие организмы — многоклеточные или одноклеточные — имеют больше преимуществ? На этот вопрос ответить достаточно сложно. Многоклеточность организма позволяет ему превышать предельные размеры, увеличивает сложность организма, позволяя дифференцировать многочисленные клеточные линии. Размножение происходит преимущественно половым путем. Анатомия многоклеточных организмов и процессы, которые в них происходят, являются достаточно сложными из-за наличия различных типов клеток, контролирующих их жизнедеятельность. Возьмем, к примеру, деление. Этот процесс должен быть точным и слаженным, чтобы предотвратить ненормальный рост и развитие многоклеточного организма.

Основные положения клеточной теории

Основоположниками клеточной теории являются М. Шлейден, Т. Шванн и Р. Вирхов. Основные положения современной клеточной теории:

• клетка-основная структурно-функциональная и генетическая единица живых организмов, наименьшая единица живого;
• клетки одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и важнейшим проявлениям процессов жизнедеятельности;
• каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;
• клетки многоклеточных организмов специализированы: они выполняют разные функции и образуют ткани.

Читайте: Высшая нервная деятельность человека и ее значение #43

Хлоропласт

Внешняя мембрана хлоропласта — гладкая, внутренняя образует мешкообразные структуры (тилакоиды). На мембране тилакоидов располагается зеленый пигмент хлорофилл, именно он придает различным частям растений их характерный зеленый цвет.

В свою очередь тилакоиды собираются в стопки (граны), объединенные мембраной (ламеллой).

Хлоропласт

Хлоропласты очень важны для растений, ведь в них происходит фотосинтез.

Как и у митохондрий, у хлоропластов есть собственные рибосомы и наследственный материал.

В заключение нашего знакомства с клеточными структурами стоит упомянуть плазматическую мембрану. Все вышеперечисленные органеллы, ядро и цитоплазма покрыты ею снаружи. Подобно барьеру мембрана отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей среды. Мембрана отнюдь не монолитна, вся ее поверхность пронизана каналами, через которые могут проходить вещества и частицы определенных размеров.

Ко всему прочему, растительные клетки дополнительно укреплены жесткой клеточной стенкой, которая прилегает к плазматической мембране снаружи.

Клеточная стенка состоит преимущественно из целлюлозы. О ней вы наверняка слышали в рамках советов о правильном питании, целлюлоза – это та самая клетчатка столь полезная для пищеварения.

{«questions»:[{«content»:»Какая клеточная органелла изображена на картинке?`image-1«choice-5`»,»widgets»:{«image-1»:{«type»:»image»,»url»:»https://obrazavr.ru/wp-content/uploads/2021/12/MTH_test.svg»,»width»:»-1″},»choice-5″:{«type»:»choice»,»options»:,»explanations»:[«Вы правы. Митохондрию легко узнать по складкам внутренней мембраны, по собственному наследственному материалу и рибосомам

В отличие от хлоропласта, митохондрия не содержит хлорофилла и не окрашена в зеленый.»,»»,»»,»»],»answer»:}},»step»:1,»hints»:}]}

Митохондрия

Внешняя мембрана митохондрий – гладкая, внутренняя образует многочисленные выпячивания (кристы).

Внутри митохондрия заполнена матриксом, желеобразной субстанцией более вязкой, чем цитоплазма.

Митохондрия

В клетке митохондрии ответственны за клеточное «дыхание» и образование энергии.

Дело в том, что в матриксе митохондрии находятся особые ферменты. Они способны разрушать одни вещества и одновременно образовывать другие соединения богатые энергией.

Митохондрии – крайне удивительные органеллы. Внутри каждой митохондрии находится свой наследственный материал и собственные рибосомы.

{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}

Особенности обитания

Простейшие обитают в водной, почвенной и организменной средах, то есть во всех возможных, за исключением воздушной. На воздухе они не любят жить потому, что важнейшим условием жизни протистов является наличие влаги, при нехватке которой они переходят в цисту. 

Циста – форма, переживающая неблагоприятные условия. 

Циста имеет плотную оболочку, а все метаболические реакции в ней заторможены.

Выход амёбы из цисты

Оболочка цисты ー своеобразный скафандр, в котором клетка, как космонавт в открытом космосе, полностью защищена от воздействия внешних факторов. В скафандре космонавт может дышать, разговаривать, но расходовать ресурсы он должен очень экономно, иначе они закончатся! Поэтому в цисте все обменные процессы протекают замедленно, причем происходят только самые важные реакции, чтобы обеспечивать жизнь клетки.

Существуют простейшие, которые могут образовывать колонии. По мнению многих учёных, такие колониальные организмы дали начало многоклеточным животным.

Что общего у колонии простейших и студенческого общежития?Колония ー специфическая форма совместного проживания одноклеточных организмов. Клетки в колонии независимы друг от друга и могут существовать отдельно. Чтобы запомнить этот термин, будем ассоциировать его с общежитием. Колония состоит из множества особей, как и общежитие состоит из множества людей, взаимодействующих друг с другом. Однако каждая клетка колонии, как и каждый человек, может существовать и отдельно от этого сообщества.

Экологическое значение

В цепях питания простейшие могут выполнять роль продуцентов или консументов.

Продуценты – организмы, синтезирующие органические вещества из простых неорганических соединений с помощью хемо- и фотосинтеза. 

“Продуценты” и “продукты” – однокоренные слова, и они взаимосвязаны. Так и запомним: продуценты делают первичные “продукты питания” для других компонентов экосистемы.

Консументы – организмы, потребляющие органические вещества, созданные продуцентами. 

То есть, они не могут сами приготовить себе обед, а вместо этого пользуются веществами, которые произвели продуценты. Здесь можно вспомнить, что в английском языке есть глагол “to consume” ー потреблять.  Консументы как раз являются такими потребителями веществ от продуцентов.

Простейшие составляют часть зоопланктона и являются важной пищей для животных, живущих в водоёмах. 

Но также простейшие могут и вредить. Некоторые одноклеточные животные паразитируют на других организмах (амёба дизентерийная, малярийный плазмодий). Они вызывают заболевания животных и растений.

Какую пользу болезнетворные протисты приносят экосистеме?Паразиты являются возбудителями заболеваний, которые при отсутствии лечения могут привести к летальному исходу особи. Например, малярийный плазмодий вызывает малярию, трипаносома – трипаносомоз, или сонную болезнь, кокцидия – кокцидиоз.Чаще всего эти болезни оказываются смертельными именно для организмов со слабым иммунитетом, плохо приспособленным к жизни. Поэтому можно сказать, что паразиты “вычищают” популяцию от наименее приспособленных животных или растений и повышают её устойчивость к факторам среды. Кроме того, паразитические инфекции способствуют уменьшению численности популяции, то есть предотвращают перенаселение территории определенным видом.

Методы исследования

В цитологии применяются различные методы исследования. С их помощью можно: изучать морфологию клеток и их компонентов (световая, люминесцентная и электронная микроскопия), устанавливать химический состав и локализацию химических веществ в клетке (гистохимические методы), изучать химический состав и протекание биохимических реакций в клетках (биохимические методы), выделять отдельные компоненты клеток для дальнейшего изучения (дифференциальное центрифугирование), устанавливать пространственную конфигурацию и физические свой‘ ства макромолекул (рентгеноструктурный анализ), изучать процессы деления клеток и ход реакций матричного синтеза (авторадиография).

Читайте: Железы внутренней секреции человека #44

Таблица органоидов

Структура	Количествомембран	Функции	Растения	Животные
Ядро	2	Хранение и реализация наследственной информации.	+	+
Рибосомы	мембраны нет	Синтез белка.
ЭПС	1	Транспорт веществ из ядра, в ядро и по клетке.Образование белков, жиров, углеводов.	+	+
АппаратГольджи	1	Детоксикация.Образование различных веществ, лизосом и пероксисом.Выведение продуктов клеточного обмена.	+	+
Лизосома	1	Клеточное «пищеварение»	+	+
Пероксисома	1	Защита клетки от перикиси водорода.	+	+
Митохондрия	2	Клеточное «дыхание».Образование энергии.Синтез собственных белков.Хранение и реализация наследственной информации митохондрии.	+	+
Вакуоль	1	Накопление и хранение водорастворимых веществ.Поддержание внутреннего давления в клетке.	+	—
Хлоропласт	2	Фотосинтез.Синтез собственных белков.Хранение и реализация наследственной информации хлоропласта.	+	—
Плазматическаямембрана	сама по себе мембрана	Барьер между клеткой и внешней средой.	+	+
Клеточнаястенка	мембраны нет	Дополнительное укрепление.Поддержание формы клетки.	+	—

Основная информация о строении клетки

{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}

{"questions":,"items":,,]}},"hints":}]}

Вакуоль

Вакуоль

Большую часть объема растительной клетки занимает большая центральная вакуоль. Это мешкообразная органелла, окруженная одинарной мембраной под названием тонопласт.

Внутри вакуоль концентрированным раствором различных водорастворимых веществ (клеточным соком). Клеточный сок давит на стенку вакуоли изнутри, не давая ей уменьшаться в объеме.

Как следствие, вакуоль распирает цитоплазму клетки, и цитоплазма прижимается к стенкам клетки и давит на них изнутри, не давая клетке «скукожиться». Так вакуоль регулирует объем клетки и поддерживает внутреннее давление клетки, так называемый тургор.

Интересные факты о растительных клетках

1. Мимоза стыдливая получила такое название благодаря резкому понижению давления в клетках при взаимодействии с любым внешним раздражителем, из-за чего лепестки растения сворачиваются. Такая реакция происходит из-за оттока воды при выделении химических веществ.
2. Китайская крапива обладает прочнейшими клетками волокон. Подтверждением выступает экспериментально доказанный факт: прочность растения на разрыв волокон в среднем составляет 95 килограмм на 1 миллиметр.
3. Жалящее действие крапивы обеспечивается наличием на ее стеблях стрекательных клеток. Механизм действия такой: когда человек прикасается к растению, конец клетки впивается в кожу и выпускает свое содержимое (витамин В4, муравьиную кислоту и гистамин).

Строение стрекательных клеток

В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На практике же видно, насколько уникальны составляющие всех живых элементов природы, будь то строение клеток бактерий, грибов или обыкновенного лука. Только при изучении биологии, с помощью теоретического и практического подходов, можно создать комплексную картину структуры всех живых организмов на Земле.

Механизмы возникновения многоклеточности

Существует три теории для обсуждения механизмов, с помощью которых может возникнуть многоклеточность:

• Симбиотическая теория утверждает, что первая клетка многоклеточного организма возникла из-за симбиоза различных видов одноклеточных, каждый из которых выполняет различные функции.
• Синцитиальная теория утверждает, что многоклеточный организм не смог бы развиться из одноклеточных существ с несколькими ядрами. Такие простейшие, как инфузория и слизистые грибы, имеют несколько ядер, тем самым поддерживая эту теорию.
• Колониальная теория утверждает, что симбиоз многих организмов одного и того же вида приводит к эволюции многоклеточного организма. Она была предложена Геккелем в 1874 году. Большинство многоклеточных образований происходит вследствие того, что клетки не могут отделиться после процесса деления. Примерами, подтверждающими эту теорию, являются водоросли вольвокс и эудорина.

Цитоплазматическая мембрана

Цитоплазматическая мембрана – плазмалемма – биологическая мембрана, покрывающая цитоплазму клетки и обеспечивающая обменные процессы клетки с окружающей средой. Плазмалемма образует выросты, выпячивания, складки, микроворсинки, которые многократно увеличивают поверхность клетки. Наружная поверхность мембран животных клеток может быть покрыта муцином (гликопротеин), слизью или хитином, растительных – целлюлозой или пектиновыми веществами, образующими оболочку растительной клетки.

Плазмалемма выполняет следующие основные функции:

• барьерную – отграничивает и защищает клетку от воздействий факторов окружающей среды;
• регуляторную – участвует в регуляции обмена веществ и энергии между клеткой и внешней средой;
• рецепторную – узнает определенные вещества и обеспечивает связь между клетками в тканях многоклеточного организма;
• структурную – участвует в образовании жгутиков и ресничек.

Читайте: Мочевыделительная система в организме человека #41

Особенности и признаки многоклеточных организмов

Существует масса признаков, по которым можно с легкостью определить, является ли организм многоклеточным или нет. Среди можно выделить следующие:

• У них достаточно сложная организация тела.
• Специализированные функции выполняют различные клетки, ткани, органы или системы органов.
• Разделение труда в организме может быть на клеточном уровне, на уровне тканей, органов и уровне систем органов.
• В основном это эукариоты.
• Травмы или гибель некоторых клеток глобально не влияет на организм: пораженные клетки будут заменены.
• Благодаря многоклеточности организм может достигать больших размеров.
• По сравнению с одноклеточными у них большая продолжительность жизненного цикла.
• Основной тип размножения — половой.
• Дифференциация клеток свойственна только многоклеточным.

Важнейшие представители подцарства

Амёба

Амёба обыкновенная ー свободноживущее простейшее, представитель типа Саркомастигофоры, класса Саркодовые. 

Особенность животного в том, что оно перемещается в пространстве с помощью псевдоподий (ложноножек). 

Как работают ложноножки?

Помните цикл фильмов о трансформерах? Эти существа могли сначала быть машинами, А потом собираться в большого робота, который передвигался уже совсем по-другому. По такому же принципу происходит движение амёбы. При необходимости передвижения актиновые филаменты цитоскелета разбираются на мономеры и с током цитоплазмы движутся в нужном направлении, образуя своеобразное выпячивание клетки. Затем мономеры актина снова собираются в цитоскелет, который поддерживает форму клетки. 

Строение амёбы обыкновенной

Инфузория

Инфузории ー тип простейших животных, представители которого имеют следующие отличительные признаки:

• наличие в клетке двух ядер (макро- и микронуклеусов),
• многочисленные реснички на поверхности клетки,
• половой процесс ー конъюгация.

Строение инфузории-туфельки

ПитаниеВсе инфузории являются хищниками. Движением ресничек они провоцируют ток воды с более мелкими живыми организмами: бактериями, другими простейшими животными, одноклеточными водорослями. При попадании пищи в глотку образуется пищеварительная вакуоль, где расщепляются питательные вещества. Непереваренные остатки пищи выводятся через порошицу.

КонъюгацияПри конъюгации 2 инфузории сближаются, между ними образуются цитоплазматические мостики. Далее они обмениваются частями малого ядра и расходятся.

Эвглена зеленая

Эвглена зеленая ー свободноживущее простейшее, представитель типа Саркомастигофоры, класса Жгутиковые. 

По типу питания эвглена является миксотрофом. Она может питаться автотрофно благодаря наличию в клетке хлоропластов. Имеет жгутик для перемещения в пространстве, светочувствительный органоид ー стигму.

Строение эвглены зелёной

Малярийный плазмодий 

Малярийный плазмодий ー представитель типа Апикомплексы, вызывающий малярию. Это заболевание человека, при котором происходит разрушение эритроцитов.

Малярия сопровождается лихорадочными приступами, анемией, слабостью и может привести к летальному исходу. 

Основным хозяином малярийного плазмодия является комар рода Anopheles, проживающий в тропиках. В пищеварительной системе комара происходит половое размножение паразита. 

Промежуточный хозяин простейшего ー человек, в эритроцитах которого плазмодий размножается бесполым путем, шизогонией. В момент выхода шизонтов из клеток крови у человека сильно повышается температура, наблюдается лихорадочный приступ.

Зачем плазмодию второй хозяин?Для апикомплексов характерны сложные жизненные циклы со сменой хозяев. Это позволяет паразитам избегать внутривидовой конкуренции: стадии питаются разной пищей и живут в разных организмах. Такая особенность позволяет паразитам быть практически неуловимыми! Если один из хозяев сможет противостоять заболеванию либо сменит условия обитания, это не помешает паразиту сбежать от него и житьи размножаться в другом хозяине. 

Главное ー быстро поменять хозяина

Почему привередливый плазмодий не хочет жить в человеке с серповидно-клеточной анемией?Малярийный плазмодий не атакует людей, страдающих серповидно-клеточной анемией. При такой патологии эритроциты человека имеют форму серпа, которая, по мнению учёных, препятствует бесполому размножению паразита.

Главной мерой борьбы с малярией является осушение стоячих водоемов, так как личинки основного хозяина плазмодия ー комара ー живут в воде.