Клетка | Биология животных
Изобретение микроскопа открыло путь к познанию микроструктуры тела животных и растений, их строения. Клеточная теория — учение об общих чертах строения животных и растений, о клетке как элементарной структуре, о тканях, образованных клетками.
Использование электронного микроскопа, микроманипуляторов, физико-химических методов и т. д. углубило познание общего в строении клеток и особенного. Выяснено, что в деталях клетки имеют специфическое строение не только у организмов, далеко отстоящих в системе, но и у особей одного вида, и у клеток разных тканей в одном организме. Установлено также, что непрерывное физиологическое взаимодействие клеток в организме происходит через их поверхностную мембрану. Отошло в прошлое суждение о многоклеточном организме, как о «государстве клеток» (механистическая теория анатома Вир-хова). Клетки свое начало берут при дроблении яйца и в дальнейшем, численно возрастая путем деления, продолжают сохранять взаимосвязь.
Жизненные отправления клеток обусловлены целым организмом, закономерностями его роста и развития. В клетках происходит обмен веществ — процессы ассимиляции и диссимиляции. Новым стало и понимание физиологической роли межклеточных веществ.
В теле многоклеточных животных клетки дифференцированы в зависимости от их функций. Они различаются по размерам, форме и строению.
Большинство из клеток микроскопически малы, но некоторые достигают относительно большой величины. Например, отростки некоторых нервных клеток мозга крупных млекопитающих достигают длины свыше метра. Формы клеток (рис. 7) обусловлены их функцией и положением в организме. Встречаются клетки округлой, овальной, кубической, призматической, веретено-видной, звездчатой и других форм. Некоторые клетки не имеют постоянной формы, она изменяется путем образования временных выпячиваний.
Строение клеток животных отличается большой сложностью. Обычно в них можно различить наружную мембрану, цитоплазму, клеточное ядро (или ядра) и различные органоиды (рис. 8).
Рис. 7. Различные формы клеток животного;
/ — нервная клетка; 2—4 — клетки эпителия; 5 — клетка соединительной ткани; 6 — яйцеклетка; 7 — мышечная клетка
Рис. 8. Схема строения клетки животного:
/ — ядро; 2 — ядрышко; 3 — ядерная мембрана; 4 — цитоплазма;
5 — аппарат Гольджи; в — митохондрии; 7 — лизосома; 8
— андоилазматическая
сеть;
9 — рибосомы; 10 — клеточная мембрана
Наружная мембрана клеток животных, как правило, очень тонка (толщина около 10~ь см). Она состоит из трех слоев: наружного, среднего и внутреннего. Наружный и внутренний слои образованы белками, средний — липоидами. На внутренней поверхности мембрана образует складки и разветвления, переходящие в эндоплазматическую сеть цитоплазмы.
Мембрана служит защитной оболочкой клетки и активно участвует в регуляции обмена веществ между клеткой и окружающей средой.
Цитоплазма занимает большую часть тела клетки. Цитоплазма—сложная коллоидная система. В ее состав входят белки, часть которых соединена с липидами, различные соли, ферменты и большое количество воды. Общими для всех клеток структурными образованиями цитоплазмы являются эндоплазма-тическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы и митохондрии.
Эндоплазматическая сеть пронизывает всю цитоплазму клетки. Она представляет собой систему тончайших мембран. Около ядра мембраны переходят в мембраны ядерной оболочки. Эндоплазматическая сеть выполняет функцию остова клетки, а по ее канальцам и синусам происходит внутриклеточный обмен веществ, синтезируемых в различных частях клетки.
Аппарат Гольджи имеет структуру, близкую к структурным образованиям эндоплазматической сети. Он образован мембранами, ограничивающими более крупные вакуоли и мелкие пузырьки. Функции аппарата Гольджи еще недостаточно выяснены, но, вероятно, он служит для временного накапливания некоторых продуктов внутриклеточного синтеза, главным образом ферментов и гормонов. При определенном состоянии организма эти вещества могут быть выведены из клетки через эндоплазматическую сеть и вовлечены в обменные процессы всего организма.
Митохондрии
являются энергетическими центрами клетки и оказывают влияние на ее многие жизненные отправления. Это мелкие удлиненные тельца длиной 0,2—5 мкм. Они покрыты двухслойной оболочкой. Из внутреннего слоя оболочки в полость митохондрии направлены многочисленные гребни. Они резко увеличивают внутреннюю поверхность митохондрий, что важно для ускорения биохимических реакций накопления и превращения энергии в клетке.
Рибосомы
— мельчайшие зерна диаметром около 0,015 мкм, расположенные преимущественно на поверхности мембран эндо-плазматической сети. Они имеются также и в ядре клетки. Функция рибосом заключается в синтезе белков, которые затем по каналам эндоплазматической сети разносятся по всей клетке.
Центрозома присуща почти всем клеткам животного. Обычно она имеет вид светлого поля, в Котором размещены 1—2, реже больше мелких зернышек — центриол. В некоторых клетках, особенно находящихся в состоянии деления, от центрозомы ради-ально расходятся тончайшие лучи, образующие лучистую сферу. Центриоли принимают важное участие в расхождении хромосом при сложном делении клеток.
Нередко в цитоплазме клеток животных можно обнаружить различные тончайшие нити и волоконца. Одни из них служат как бы опорным каркасом клеток (тонофибриллы), другие обладают способностью сокращаться (например, миофибриллы мышечных клеток). В нервных клетках нити цитоплазмы (нейрофибриллы) участвуют в проведении нервных импульсов.
В цитоплазме клеток тела животных периодически наблюдаются различные временные включения (капельки жира, зерна и глыбки запасных белков и др.). Они возникают и исчезают в зависимости от баланса обмена веществ. Железистые клетки содержат капли секрета, позднее выводимого из них. К клеточным включениям относятся и зерныш’ки различных пигментов — красящих веществ, придающих клеткам ту или иную окраску. Нередко наружный слой цитоплазмы (эктоплазма) отличается от ее внутренних частей (эндоплазмы) более плотной консистенцией и отсутствием включенных пузырьков и зерен.
Ядро присуще почти всем клеткам животных. Лишь некоторые специализированные клетки (например, красные кровяные клетки высших позвоночных) в процессе своего формирования утрачивают ядро. Ядра клеток животных разнообразны по величине и форме. Снаружи ядро клетки одето двухслойной ядерной мембраной. В ней имеются многочисленные поры, через которые осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Описана’ также система тончайших канальцев, которые связывают ядро со структурными элементами цитоплазмы. Кариоплазма — вещество ядра, содержит белки, липоиды, ферменты, минеральные вещества, нуклеиновые кислоты. В ядре расположены хромосомы и ядрышко. Хромосомы — носители наследственной информации. Число и форма их постоянны для данного вида животного. Они видны в период деления ядра. Ядрышко — мелкое тельце округлой формы, хорошо различимое в неделящихся клетках.
animaldir.ru
Строение животной клетки — Bio-learn.com
Клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого. Строение клетки животных:
Строение животной клетки отличается от растительной еще тем, что в животной клетке достаточно большое ядро располагается обычно в центре (а у растений оно смещено из-за наличия большой центральной вакуоли). Внутри ядра содержится ядерный сок, а также находятся ядрышко и хромосомы. Хромосомы содержат наследственную информацию, которая при делении передается дочерним клеткам. Также они управляют жизнедеятельностью самих клеток.
Внутри животной клетки содержится цитоплазма, ядро, органоиды, рибосомы, различные включения и др. Цитоплазма представляет собой вязкую жидкость, находящуюся в постоянном движении. Движение цитоплазмы способствует протеканию различных химических реакций в клетке, т. е. обмену веществ.
Эндоплазматическая сеть состоит из множества каналов, по которым транспортируются синтезируемые в клетке белки, а также другие вещества. По каналам ЭПС вещества поступают в аппарат Гольджи, который в животных клетках выражен сильнее, чем в растительных. В аппарате Гольджи, который представляет собой комплекс трубочек, вещества накапливаются. Далее по мере надобности они будут использованы в клетке. Кроме того на мембране аппарата Гольджи происходит синтез жиров и углеводов для построения всех мембран клетки.
Митохондрии — это энергетические станции клетки. В них образуется АТФ — органическое вещество, в последствие при расщеплении которого выделяется много энергии, обеспечивающей протекание процессов жизнедеятельности в клетке. Внутри митохондрии есть множество складок — крист.
Лизосомы — органоиды грибов и животных, отсутствующие в клетках растений. Обладая способностью к активному перевариванию пищевых веществ, лизосома участвует в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов.
Клеточный центр принимает участие в делении клетки, тем самым обеспечивая её размножение.
От окружающей среды клетка отграничена цитоплазматической мембраной. Клетки животных не имеют клеточной стенки.
bio-learn.com
Внутреннее содержимое животной клетки | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест
Раздел: Строение животных
Внутреннее содержимое животной клетки состоит из цитоплазмы, ядра и многочисленных органелл (рис. 3.1). Почти все они есть и в растительной клетке. Однако в животной клетке отсутствуют и пластиды, и вакуоли с клеточным соком.
Цитоплазма на 80-90 % состоит из воды, остальное — это молекулы и ионы разных органических и неорганических соединений. Она постоянно движется, перемещаются и некоторые органеллы, в ней расположенные. В цитоплазме много различных временных образований: капелек жира, белковых глобул, есть гликоген (вещество, запасающее глюкозу в организмах животных). Цитоплазма как густой кисель, где происходят реакции: одни вещества расщепляются, другие образуются.
Большинство химических реакций «распределены» между органеллами клетки. В рибосомах происходит синтез белков. Некоторые из них попадают в эндоплазматическую сеть и транспортируются по ней в разные части клетки. В эндоплазматической сети также происходят химические реакции, и, перемещаясь по ней, белки видоизменяются. В результате химических превращений в
Как и у растений, у животных дыхание происходит при участии митохондрий. В них протекают реакции, обеспечивающие клетку энергией. Одним из реагентов в них является кислород, а продукты этих реакций — вода и углекислый газ, выделяющийся из клетки.
Как и в растительной клетке, за реализацию программы жизнедеятельности животной клетки отвечает ядро. В нем хранятся длинные (до 1 мм) молекулы вещества, где закодирована «программа жизни» организма. Чтобы занять меньше места, эти длинные молекулы несколько раз сворачиваются и образуют хромосомы. При делении клетки каждая дочерняя клетка должна получить от материнской полный набор хромосом (полную «программу жизни»). Поэтому перед делением количество хромосом в клетке удваивается. За правильное распределение хромосом между дочерними клетками отвечает клеточный центр. Это единственная органелла животной клетки, которая отсутствует в растительной клетке. Материал с сайта http://worldofschool.ru
 |
| Рис. 3.1. Строение клетки животного: 1 — плазматическая мембрана; 2 — цитоплазма; 3 — рибосомы; 4 — эндоплазматическая сеть; 5 — аппарат Гольджи; 6 — лизосомы; 7 — митохондрии; 8 — ядро; 9 — клеточный центр |
Эссе о жизнедеятельности животной клетки
Что произойдет с животной клеткой если из нее удалить ядро
Строение животной клетки доклад
Краткий реферат на тему строение клеток 9 класс
Короткое сообщение на тему жизнедеятельность клетки
Назовите все отличия между растительной и животной клеткой.
Митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки. Какие вещества являются для них «сырьем», какое вещество — «отходом»?
Почему число хромосом перед делением клетки удваивается?
Что произойдет с животной клеткой, если из нее удалить ядро?
worldofschool.ru
клетки, ткани, органы и системы органов
Строительные блоки всей материи, атомы и молекул образуют субстрат для более сложных химических веществ и структур, которые составляют живые организмы. Например, простые молекулы, такие как сахара и кислоты, объединяются для образования более сложных макромолекул, таких как липиды и белки, которые, в свою очередь, являются строительными блоками для мембран и органелл, составляющих живые клетки.
Ниже представлены в порядке возрастания сложности основные структурные элементы, которые в совокупности составляют любое животное на планете:
- атомы;
- простые молекулы;
- макромолекулы;
- мембраны;
- органеллы;
- клетки;
- ткани;
- органы;
- системы органов;
- животное.
Клетки, в середине этого списка, являются основной единицей жизни. Внутри клетки происходят химические реакции, необходимые для метаболизма и размножения. Существует два основных типа клеток: прокариотические клетки (одноклеточные структуры, которые не содержат ядра) и эукариотические клетки (клетки, которые содержат мембранное ядро и органеллы, выполняющие специализированные функции). Животные состоят исключительно из эукариотических клеток, хотя бактерии, населяющие их кишечные тракты (и другие части тела) — прокариоты.
Читайте также: Прокариоты и эукариоты.
Эукариотические клетки имеют следующие основные компоненты:
- Плазменная мембрана, которая образует самый внешний пограничный слой клетки, отделяя внутренние процессы клетки от внешней среды.
- Цитоплазма, состоящая из полужидкого вещества, называемого цитозолем, а также различных органелл.
- Хорошо демаркационное ядро, содержащее хромосомы животного внутри ядерной мембраны.
Во время развития животного, клетки эукариот дифференцируются, поэтому они могут выполнять определенные функции. Группы клеток с аналогичными специализациями, которые выполняют общую функцию, называются тканями.
Органы (к примеру, легкие, почки, сердце и селезенка) представляют собой группы из нескольких тканей, которые функционируют совместно.
Системы органов животных состоят из групп органов, которые работают вместе для выполнения определенной функции, например, опорно-двигательная, нервная, пищеварительная, дыхательная, репродуктивная, эндокринная, кровеносная и мочевая системы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
natworld.info
6.2. Строение и функционирование клетки животных.
Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами – простейших и многоклеточных.
Организм простейших в анатомическом отношении соответствует уровню одной клетки, а в физиологическом – полноценной особи. Характерным признаком простейших является наличие структур, выполняющих на клеточном уровне функцию органа многоклеточного организма. В качестве примера можно привести такие образования, как цитостом, цитофарингс и порошица, аналогичные пищеварительной системе многоклеточных. Клетку второго подтипа ( растительную, животную) представляют как объект, отграниченный от внешней среды оболочкой с ядром и цитоплазмой. Ядро имеет оболочку, ядерный сок, ядрышки и хроматин. Цитоплазма представлена матриксом, в котором сосредоточены включения и органеллы.
Внутреннее содержимое эукариотической клетки исключительно упорядоченно. Упорядоченность достигается путем так называемой компартментации ее объема, т.е. разделения на различные участки, отличающиеся химическим составом. Компартментация объема клетки способствует пространственному распределению веществ в клетке и последовательному течению биохимических процессов. Решающая роль в реализации компартментации принадлежит биохимическим мембранам, которые выполняют барьерную функцию, обеспечивают избирательную проницаемость веществ, разделяют между водными и не водными фазами и т.д.
Благодаря упорядоченности клеточного объема в клетке осуществляется распределение функций между разными структурами и целесообразное взаимодействие, обеспечивающее жизнедеятельность клетки и, в конечном счете, многоклеточного организма.
Клетки многоклеточных организмов ( животных, растений) отграничены друг от друга оболочкой. Клеточная оболочка ( плазмолемма) животных клеток имеет наружный слой ( гликокаликс) толщиной 10-20 нм. Этот слой состоит из гликопротеидов и гликолипидов. К клеточной мембране изнутри примыкает корковый слой цитоплазмы толщиной 0,1-0,5 мкм. В этом слое находятся микротрубочки и микрофиламенты, имеющие в своем составе белки. Способные к сокращению. Оболочка выполняет отграничивающую, барьерную, защитную и транспортную функцию, регулирует химический состав клетки, избирательно распознает биологически активные вещества с помощью рецепторов. Благодаря наличию рецепторов, клетка воспринимает сигналы из внешней среды, адекватно реагирует на эти сигналы, а следовательно, на изменения окружающей среды и состояние самого организма.
Ядро клетки отграниченно от цитоплазмы ядерной оболочкой, которая обособляет генетический материал клетки от протоплазмы и осуществляет взаимодействие ядра и гиалоплазмы. Оболочка состоит из двух мембран. Разграниченных перенуклеарным пространством, которое может контактировать с канальцами ЦПС. Ядерная оболочка пронизана порами ( диаметром 80-90 нм). Поры обеспечивают перемещение веществ из ядра в цитоплазму и наоборот. Количество пор находится в прямой зависимости от функционального состояния клетки. с повышением синтетической активности клетки число пор увеличивается. Внутреннюю мембрану ядерной оболочки выстелает белковый слой. Он выполняет опорную функцию.
Значение ядра хорошо показано в опытах по энуклеации клеток. особенно демонстративны эти опыты на амебе. Часть амебы, лишенная ядра, погибает, а часть амебы с ядром продолжает жить и развиваться. Если в безъядерную часть амебы внести ядро, то ее жизнедеятельность восстанавливается.
Ядерный сок состоит из белков, которые представляют внутреннюю среду ядра. Обеспечивающую сохранение и функционирование генетического материала. В ядерном соке обнаружены фибрилярные белки. выполняющие опорную функцию.
Ядрышко представляет собой структуру, состоящую из нитчатого и зернистого компонентов, что установлено с помощью электронной микроскопии. Нитчатый компонент состоит из белков и гигантских молекул РНК, из которых образуются более мелкие зрелые молекулы рибосомальных РНК. Зернистый компонент представлен рибонуклеиновыми зернами ( гранулами).
Цитоплазма клетки представлена основным веществом, различными включениями и органеллами. Цитоплазма заполняет всю клетку, это ее внутренняя среда. Основное вещество цитоплазмы иначе называют матриксом, гиалоплазмой. Состав гиалоплазмы сложный. Она включает все внутриклеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие. Гиалоплазма – сложная коллоидная система. Она способна переходить из одного агрегатного состояния в другое (из золеобразного в гелеобразное и наоборот). В результате таких переходов совершается работа, происходит образование мембран, микротрубочек, выброс из клетки секретов и т.д.
В цитоплазме обнаружены включения, которые носят временный характер. Это могут быть запасные питательные вещества ( жир, гликоген), продукты метаболизма. Подлежащие удалению из клетки ( пигменты, гранулы секрета).
Важную роль в жизнедеятельности клетки играют органеллы. Их подразделяют на органеллы общего и специального назначения. К первым относят цитоплазматическую сеть, рибосомы, митохондрии, полисомы, лизосомы, пероксисомы, микрофибриллы, микротрубочки, центриоли, а ко вторым – органеллы , специализированные к выполнению определенной функции. В качестве примера можно указать на микроворсинки эпителиальных клеток кишечника, реснички эпителия дыхательных путей, миофибриллы и т.д.
Вся цитоплазма клетки пронизана канальцами, вакуолями, цистернами, которые в совокупности образуют цитоплазматическую сеть. Различают гранулярную и агранулярную цитоплазматические сети. К мембранам шероховатой ( гранулярной) сети прикреплены структурные образования клетки – полисомы. Основная функция этой сети – синтез белка. Гладкая ( агранулярная) сеть не имеет полисом, поэтому она выполняет функции, связанные с обменом углеводов, жиров и других веществ, не относящимся к белкам. Цитоплазматическая сеть иначе называется эндоплазмотической, она выполняет многочисленные процессы обмена веществ, осуществляет связь между всеми органоидами клетки.
К органоидам клетки относятся рибосомы – частицы, диаметром 20-30 нм. Это образования округлой формы рибонуклеопротеиновой природы. Несколько рибосом, объединенных матричной РНК, называют полисомами. Полисомы активно синтезируют белок. Полагают, что полисомы гиалоплазмы синтезируют белки для нужд клетки, а полисомы гранулярной сети производят белки. выводимые за пределы клетки и используемые для жизнедеятельности всего организма.
Комплекс Гольджи представляет собой совокупность большого количества диктиосом, которых может быть в клетке от нескольких десятков до нескольких тысяч. Диктиосомы составлены из 3-12 уплощенных дискообразных цистерн. От краев этих цистерн отшнуровываются мелкие пузырьки (везикулы) и крупные (вакуоли). Диктиосомы обычно локализуются в цитоплазме вокруг ядра. Содержимое везикул и вакуолей подлежит удалению из клетки. в комплексе Гольджи образуются лизосомы. Содержимое лизосом заключено в оболочку, которая снаружи зачастую окаймлена белками. В лизосомах содержатся ферменты. Расщепляющие нуклеиновые кислоты, жиры, полисахариды.
Лизосомы подразделяют на первичные и вторичные, первичные называют не активными. Вторичные разделяют на гетеролизосомы (фаголизосомы) и аутолизосомы (цитолизасомы). В фаголизасомах переваривается материал, поступающий в клетку извне, а в цитолизосомах – материал клетки, выполнивший свои функции и оказавшийся не нужным. Вторичные лизосомы, в которых процесс переваривания завершен, называются телолизосомами.
Главная функция лизосом – гидролитическое расщепление нуклеиновых кислот, белков, жиров, полисахаридов. Эта функция осущетсвляется с помощью набора ферментов в составе лизосом.
Митохондрии – это образования округлой или продолговатой формы, толщиной 0,5 мкм, длиной 5-10 мкм. Оболочка митохондрий состоит из двух мембран – наружной и внутренней. От внутренней отходят листовидной формы кристы, или трубчатой – тубулы. Содержимое митохондрий называется матриксом.
Основная функция митохондрий – накопление энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Кроме этого митохондрии участвуют в синтезе гормонов и некоторых аминокислот.
Микротельца относят к сборной группе органелл. Это пузырьки, диаметром 0,1-1,5 мкм с мелкозернистым содержимым. К сборной группе органелл относят пероксисомы, содержащие оксидазы, катализирующие образование пероксида водорода, который разрушается под действием фермента пероксидазы.
Электронной микроскопией в цитоплазме обнаружены микротрубочки, которые выполняют опорную функцию и обеспечивают направленное перемещение внутриклеточных компонентов.
В цитоплазме выявлены так называемые микрофиламенты – длинные, тонкие, иногда собранные в пучки образования. Различают разные типы микрофиламентов. Например, активные микрофиламенты, обеспечивают клеточные формы движения в связи с присутствием в их составе белка актина, способного к сокращению. Промежуточные филаменты выполняют каркасную функцию. Они располагаются по переферии клеток растений, грибов, водорослей обязательно наличие клеточного центра, состоящего из центриоли. Центриоль представляет собой цилиндр диаметром 150 нм, длиной 300-500 нм. Клеточный центр участвует в процессе деления клетки.
Сложные обменные процессы в клетке инициируют поток информации, энергии, веществ. Эти три потока обеспечивают жизнедеятельность клетки. Поток информации, исходящий от генетического аппарата клетки, позволяет ей приобретать структуры, характерные для категории живого, которые обеспечивают существование клетки во времени и передачу наследственной информации о приобретенных структурах в ряду покалений.
Процессы брожения, фотосинтеза, хемоинтеза, дыхания обеспечивают клетку необходимой энергией. Однако, основным механизмом образования потока энергии является дыхательный обмен, в результате которого происходит расщепление глюкозы, жирных кислот, аминокислот и использование выделяемой энергии для образования АТФ. Энергия АТФ преобразуется в определенную работу – химическую, осмотическую, электрическую, механическую, регуляторную.
Клетки по способу извлечения энергии делятся на два основных типа: гетеротрофные и автотрофные. Гетеротрофные клетки (организма человека, высших животных) требуют постоянного притока готового горючего – углеводов, белков, жиров. Автотрофные клетки в процессе фотосинтеза связывают энергию солнечного света, используют ее для своей жизнедеятельности.
Механизмы образования энергии в живой клетке характеризуется необычной эффективностью, оставляя далеко позади достижения современной техники. Так, например, коэффициент полезного действия митохондрии составляет 45-60 %, а этот же показатель двигателя внутреннего сгорания – 17 %.
Процесс дыхания и связанные с ним реакции поставляют клетке не только энергию но и снабжают ее продуктами расщепления пищевых веществ, поступающих извне. Дыхательный обмен является основным фактором, обеспечивающим поток веществ в метаболизме клетки.
studfiles.net
Строение животной клетки
Внимательное изучение любого животного показывает, что все они (как и растения) состоят микроскопических ячеек организованной жизни
, которые называют клетками. Обычно размеры этих клеток не превышают нескольких микрон (1 мкм = 10-6 м), а мембраны, которые их окружают настолько тонкие, что увидеть их можно только в самый сильный световой микроскоп. Хотелось бы также напомнить, что много живых организмов (бактерии, например) состоят только из одной клетки (а вирусы — только из части клетки). Однако большинство животных организмов состоит из тысяч, а то и миллионов клеток, которые объединены в десятки и сотни четко определенных типов. Поэтому самостоятельно, вне организма, частью которого они являются, существовать они не могут. Только действуя вместе, во взаимосвязи с другими клетками, они позволяют животному делать то, что невозможно для очень просто построенной колонии бактерий.
Как же построена клетка животного организма и в чем ее отличие от клеток растений?
По форме клетки животных весьма разнообразны. Это обусловлено их приспособлением к выполнению специфических функций в различных тканях и органах. Форма клеток более или менее постоянная и характерная для каждого типа. Примером могут служить эпителиальные или нервные клетки, одноклеточные животные инфузории. Некоторые же клетки, как, например, амеба, имеют переменную форму.
Так как растительные клетки, клетки животных отделены от внешней среды плазматической мембраной и содержат ядро и цитоплазму.
Цитоплазма состоит из основного вещества (Гиалоплазма), органоиды и включены. Последние представляют собой продукты жизнедеятельности клетки — капельки жира, гликогена (животного крахмала), белковые кристаллы, пигменты и т.д.. Включение временно не участвуют в активном клеточном метаболизме и являются резервными веществами. Органоиды же присутствуют практически во всех клетках и выполняют важные специфические функции в обмене веществ и энергии.
Для них характерна определенная структура.
МЕМБРАНЫ. Каждая клетка отделена от среды плазматической мембраной, толщиной 7-10 нанометров. Но в отличие от растительных клеток у животных клеток нет защитного слоя — целлюлозной клеточной стенки, которая выделяется внешней поверхностью мембраны клеток растений. Рассмотреть более детально строение клеточной мембраны позволяет лишь в электронный микроскоп. На электронно-микроскопических фотографиях эти мембраны имеют вид трехполосных лент. Как показали дальнейшие исследования внешние слои этого «пирога» состоят из белковых молекул, а средний — из молекул жира. И хотя химическая и физическая природа мембран изучена не полностью, можно считать, что все плазматические мембраны живых клеток построены одинаково.
Функции этих клеточных мембран разнообразны. Прежде всего, мембраны является живой оболочкой, отделяющей внутреннюю среду клетки от внешней среды. В то же время, мембраны обладают свойствами избирательной проницаемости, т.е. способности пропускать через себя одни вещества и задерживать другие. Мембраны являются живым насосом, который накачивает в клетки или откачивает из клетки некоторые физиологически важные вещества. Мембраны — это и своеобразная биоэнергетическая «фабрика», которая превращает, запасает и тратит энергию. Наконец, мембраны — это очень чувствительный приемник и преобразователь световых, звуковых, механических и химических сигналов, поступающих из внешней среды. Практически мембраны участвуют в любых биологических процессах, протекающих в клетках.
ЦИТОПЛАЗМА. Как было отмечено выше, цитоплазма состоит из основного вещества (гиалоплазмы), органоидов и включений). Гиалоплазма, образует полужидкую внутреннюю среду клетки, включает в себя неорганические и органические соединения. Из неорганических соединений следует, прежде всего, отметить воду, которая составляет в среднем до 60-70% от массы клетки. Помимо воды в гиалоплазма присутствуют различные ионы (К +, Na +, Ca2 + и многие другие). Органические соединения в гиалоплазма представлены жирами, углеводами и белками. Из последних образуются микротрубочки и Микрофибриллы, которые составляют цитоскелета клетки. Располагаясь определенным образом в гиалоплазма, они помогают клетке сохранять свою форму и передвигаться (что присуще одноклеточным организмам, а также лейкоцитам — белым клеткам крови).
Органоиды цитоплазмы.
Эндоплазматической сетью. Клетки животных имеют более или менее широко развитой системой трубочек и цистерн, которые отделены от цитоплазмы плазматическими мембранами. Иногда отдельные части этой системы отрываются от нее и выглядят отдельными пузырьками. Вся эта система в целом называется эндоплазматической сети. Поверхность мембран эндоплазматической сети под электронным микроскопом выглядит по-разному. Одни трубочки имеют шершавую поверхность, а другие — гладкие. Соответственно их и называют шершавой (гранулярной) и гладкой (агранулярного) эндоплазматической сетью. Один тип сетки может переходить в другой.
Разница во внешнем виде двух типов эндоплазматический трубочек обусловлена тем, что элементарные мембраны шершавой сетки покрыты Рибосомы. На рибосомах происходит синтез (образование) белков, которые необходимы клетке. Это одна из наиболее важных функций эндоплазматической сети. Здесь могут синтезироваться и жиры. Кроме того, эндоплазматическая сеть служит местом хранения, концентрации и переноса продуктов синтеза, которые образовались на ее мембранах.
Особенная часть эндоплазматической сети образует так называемый Аппарат Гольджи, который образован гладкими мембранами. Под микроскопом он выглядит стопки дискообразных цистерн. Здесь образуются углеводы.
Необходимо отметить, что эндоплазматическая сеть нередко образует общую цистерну, которая окружает ядро клетки, а с другой стороны подходит к периферийной мембраны клетки. В результате этого объединяются не только производство, но и транспорт (перенос) различных веществ по всей клетке.
ЛИЗОСОМЫ. Это органоиды клетки, которые окружены элементарной мембраной и содержат в себе различные ферменты, есть специальные белки, которые расщепляют другие белки, а также жиры, углеводы и другие вещества. Они играют важную роль в процессе внутриклеточного переваривания. В живой целостной клетке мембраны лизосом препятствуют выходу ферментов в цитоплазмы и сохраняют клетку от самопереваривание. В отмирающей клетки или при разрыве мембран ферменты высвобождаются и разрушают клетку. Этим, отчасти, объясняется переваривание мертвых и отмирающих клеток, а также рассасывания клеток, которое происходит во время метаморфоза в хвосте головастика, например.
МИТИХОНДРИИ. Их содержат все живые клетки одноклеточных и многоклеточных животных организмов. Они могут иметь шарообразную, палочковидную или нитевидную форму, и также покрыты мембраной. Но в отличие от других органоидов цитоплазмы мембран в них две: поверхностная — гладкая, и внутренняя — с многочисленными морщинами и выступлениями, которые носят Кристи. Эти органоиды подвижные и накапливаются в тех частях клетки, где это более необходимо. Количество их в клетке может меняться — от нескольких десятков до нескольких тысяч.
Митохондрии являются «электростанциями» клетки, т.е. главными центрами, где потенциальная энергия питательных веществ переходит в необходимую каждой клетке ЭНЕРГИЮ, без которой невозможна нормальная жизнедеятельность любой живой клетки.
ЯДРО. Его содержит каждая клетка животного организма. Нередко в клетке может быть два, а то и больше ядер. Ядро, как и митохондрии, окруженное двумя элементарными мембранами (наружной и внутренней) с многочисленными порами. Каждое время являются теми «воротами», через которые проходит выход и вход различных веществ к ядру. Наружная ядерная мембрана с внешней стороны покрыта рибосомами. Внутри ядра находится ядерный сок — Кариоплазма, в котором расположены ядрышки (их может быть несколько) и ХРОМОСОМЫ (тельца, способные окрашиваться и содержащих единицы наследственности — гены). Число хромосом в ядре любого вида животных всегда постоянна.
Чтобы выяснить роль ядра в жизни клетки, его можно удалить и понаблюдать, как будет вести себя безъядерная клетка. Такая операция была проведена на амебе. Животное, лишена ядра, продолжала жить и двигаться, но рост ее прекращалось и через несколько дней наступала смерть. Таким образом, ядро крайне необходимо для роста и деления клеток. Ядро контролирует активность других компонентов клетки, от которых зависит структура и функции всей клетки.
В цитоплазме животной клетки, как вы могли заметить, нет таких органоидов, как Вакуоли и пластид. Наличие этих двух органоидов и клеточной оболочки и отличает Растительная клетка от животного. В остальном они очень похожи. И так же, как жизнедеятельность растительной клетки лежит в основе существования любого растительного организма, жизнедеятельность животной клетки лежит в основе целого животного организма.
worldofscience.ru
Особенности и строение животных клеток — МегаЛекции
Царства живой природы
Так или иначе, будем считать, у нас появились первые биологические клетки. Как же получилось такое разнообразие организмов в живой природе. Что в первую очередь нужно организму для существования и жизнедеятельности? Конечно энергия, а ее нужно как-то заполучить. Вспомним, сколько есть царств в биологической систематике. Их пять: растения, животные, бактерии, грибы и вирусы. Каждое из них добывает энергию своим способом, и все его особенности адаптированы к этому способу питания. А выбор этой стратегии происходил на примитивном клеточном уровне. Мы можем видеть этому красивое подтверждение на некоторых одноклеточных организмах. Они не вошли в узкую специализацию по какой-то одной стратегии и пользуются двумя. Например, эвглена зеленая, может и фотосинтезировать, как растение и поглощать частицы пищи из внешней среды, как животные. Но дальше развиваться они не могут, так как для крупного и сложного организма требуется эффективный способ получения энергия, чего нельзя добиться без узкой специализации
Итак, растения выбрали стратегию фотосинтеза. Они научились использовать энергию солнца и строить себе питательные вещества самостоятельно. Как и везде, здесь есть плюсы и минусы. С одной стороны солнце светит регулярно и его не нужно ловить, с другой стороны энергии от него не так мало. Как же адаптироваться к этому? Надо сделать огромные солнечные пластины, очень хитро распложенные, чтобы они имели большую площадь, занимали относительно небольшое пространство и не бросали тень друг на друга. Существуют очень сложные математические аппараты, описывающие расположение листьев на деревьях. Что же касается движения и интеллекта — на них ни в коем случае нельзя тратить драгоценную энергию, нужно застыть и улавливать свет, запасая ее во что-нибудь сладкое и вкусное.
Животные сделали другой выбор, они решили получать энергию, накопленную другими организмами, либо трудягами растениями, либо такими же животными. Хорошо, что энергии сразу много, но плохо, что пока ты ее найдешь и поймаешь, можешь потратить еще больше. Тут нужны другие приспособления — движения, скорость, быстрая реакция, способность обучаться и запоминать.
Грибы тоже решили получать энергию из других, но паразитируя или разлагая останки. Для этого не нужно быстро бегать, нужны лишь легкие споры, которые будут болтаться в воздухе и легко цепляться за что-то подходящее. А потом спору нужно прорастить в длинные вьющиеся нити, которые умеет вплетаться и проникать даже в самые твердые ткани.
Вирусы. Как мы уже говорили, им не нужна энергия, они используют энергию клетки, которую заражают. Это внутриклеточный паразитизм, который имеет совсем другое происхождение, так как вирусы это неклеточные организмы.
Ну и бактерии, самая разнообразная и сложная группа, которая предпочла остаться на одноклеточном уровне и использовать все блага окружающей их природы. Бактерии умеют получать энергию всеми вышеперечисленными способами. Помимо этого в этой группе очень распространен хемосинтез. Бактерии находят себе какое-нибудь экзотическое место (дно океана возле серных курильщиков или прямую кишку млекопитающих) и начинают использовать окружающие вещества, запуская их в химические реакции, приносящие энергию. Благодаря этому бактерии заняли такие ниши, которые остальным группам даже и не снились. Ну разве что, может быть только вирусам бактериофагам, которые просто живут в этих бактериях.
Особенности и строение животных клеток
Глядя на животную клетку в световой микроскоп, скорее всего, вы увидите темное круглое пятно посередине — это ядро. Это библиотека клетки, окруженная защитной мембраной — ядерной оболочкой. В ней записаны тысячи рецепторов по приготовлению клеточных трудяг и рабочих — белков. Белки делают в клетке все, они как жители в городе: сами его строят, укрепляют, чистят, готовят пищу и питаются. Рецепты эти записаны особенным языком из четырех букв А, Т, Г и Ц. Это аденин, тимин, гуанин и цитозин, из которых состоит ДНК. Дальше ядро окружает большая хитросплетенная сеть мембран — эндоплазматическая сеть или ретикулум (ЭПС или ЭПР). Если приглядеться, то ЭПС состоит из двух частей — одна, ближняя к ядру, покрыта маленькими шариками, поэтому она называется шероховатой ЭПС. Далее шарики пропадают — это гладкая ЭПС. ЭПС — это большая кухня, а эти шарики — рибосомы — повара. Рибосомы получают копии рецептов из библиотеки в виде РНК, и по ним стряпают белки. В библиотеке — ядре — решается сколько каких белков-рабочих нужно для нужд клетки. Сколько нужно, столько рецептов скопируют на РНК и отправят на кухню. После того, как рибосомы состряпают белки, новоиспеченные рабочие двигаются по гладкому ЭПС, чтобы обзавестись оборудованием. Там им выдают все необходимое для работы — молотки, кувалды и так далее. На самом деле, в гладком ЭПС на белки навешиваются какие-то дополнительные химические группы, необходимые для их функции. Там проходят химические реакции, которые не могут провести рибосомы.
Рис. 3 Эндоплазматическая сеть, окружающая ядро
Далее белки в специальных пузырьках везикулах отправляются в отдел кадров — аппарат Гольджи, который распределяет их по клетке или может даже отправить их наружу, если это нужно. Все эти перемещения везикул по клетке возможны благодаря цитоскелету — специальных тросов, натянутых в пространстве всей клетки. Везикулы с помощью опять-таки специальных рабочих белков ездят по этим тросам, как по рельсам.
Рис. 4 Фотографии клеток с окрашенными ядрами (синий), цитоскелетами (зеленый) и мембранами (красный)
Рис. 5 Рабочий белок тянет везикулу по нити цитоскелета, как по рельсе.
Пусть белки распределились по своим местам, но каждому для своей работы нужна энергия. Если бы все получаемые питательные вещества сразу шли на питание белкам, было бы очень неудобно. Во-первых, каждая клетка использует большое количество веществ в качестве питания, каждое из них надо по-своему усваивать. А во-вторых одна белковая молекула не может выполнять столько функций сразу — и свою работу, и расщепление питательного вещества для получения энергии, причем разных питательных веществ. Нужен какой-то универсальный переносчик энергии, который легко будут воспринимать все белки. И такой универсальный переносчик энергии есть — это АТФ (аденозин-три-фосфат). Это вещество очень похоже на батарейку с тремя палочками. Оно состоит из аденозина и трех фосфатов, как можно видеть из названия. Когда эта батарейка заряжается, энергия запасается в связях между фосфатами. Молекула из аденозин-моно-фосфата АМФ сперва становится аденозин-ди-фосфатом АДФ и самым заряженным аденозин-три-фосфатом АТФ. При разрядке идет обратный процесс. Батарейки заряжаются, разносят энергию рабочим белкам и возвращаются разряженными за новой порцией энергии. Таких батареек в клетке огромное количество. Где же они заряжаются? Оказалось, на это потребовался целый органоид — митохондрия. В клетке митохондрий много, причем чем больше клетка потребляет энергии, тем больше в ней митохондрий. В организме животных митохондрий больше всего в мышечных клетках. Там непрерывно крутится замкнутая цепь реакций — цикл Кребса. В цикл Кребса поступают питательные вещества в разном виде и форме, и сжигаются с выбросом энергии. Эта энергия сразу же усваивается подходящими в митохондрии разряженными батарейками АМФ.
Рис. 6 Изображение митохондрий
Еще в животной клетке можно встретить центриоль — это еще один органоид. Центриоль не что иное, как запас тяжей цитоскелета, который расходуется либо для растяжения клетки во время деления, либо для построения жгутика.
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
megalektsii.ru
