Многообразие клеток. Прокариотические и эукариотические клетки.

Активность многоклеточного организма слагается из активности его клеток и результатов их взаимодействия.

Каждая клетка образуется только путем деления уже существующей клетки.

Клетки всех живых организмов имеют принципиальное сходство своего строения и базового обмена веществ.

Все живые организмы состоят из клеток и продуктов их жизнедеятельности.

Это положение отражает единство происхождения всех организмов и подчеркивает значение их неклеточных компонентов, например капсулы некоторых бактерий, клеточной стенки растений, раковин некоторых амеб, хитинового покрова членистоногих, плазмы крови и внеклеточного матрикса соединительных тканей позвоночных животных. Вирусы?

Данное положение также отражает единство происхождения всех живых организмов от клеточного предка – протоклетки (см. § 9). Благодаря этому любая клетка состоит из трех универсальных субсистем: наследственного аппарата, цитоплазмы и поверхностного аппарата. Энергетический обмен всех клеток базируется на бескислородном расщеплении углеводов – гликолизе. Жизнедеятельность всех клеток основана на трех универсальных процессах: синтезе ДНК, синтезе РНК и синтезе белка.

Это положение постулирует самозарождения клеток в условиях, сложившихся после их возникновения и эволюции. Так как протобионты и многие их эволюционные потомки были гетеротрофными, они использовали органические вещества в своем обмене веществ. Этим самым они свели возможность повторного возникновения про- и протобионтов к нулю.

Данное положение подчеркивает, что многоклеточный организм – это не сумма клеток, как считал Шванн, а совокупность взаимодействующих клеток, т. е. многоклеточная система. В ней активность каждой клетки зависит от функционирования не только соседних, но и отдаленных от нее клеток. Например, эритроциты снабжают кислородом все клетки организма человека, секреторные клетки выделяют гормоны, которые регулируют работу клеток многих органов и тканей, нейроны образуют цепи и сети, по которым нервные импульсы из мозга достигают клеток всех органов и тканей.

Создание клеточной теории явилось одним из важнейших достижений в истории биологии и всего естествознания. Ее основные положения являются доказательством единства живой материи.

Вопросы:

― Кто является создателем клеточной теории: С. Аррениус, Р. Вирхов, А. ван Левенгук, Л. Пастер, А.И. Опарин, Я. Пуркинье, Т. Шванн, М. Шлейден?

― Перечислите свойства живых систем, характерные для клеток.

― О чем свидетельствует клеточное строение всех организмов?

Хотя все клетки имеют одинаковый план строения (см. выше второе положение клеточной теории), их можно разделить на две группы, характеризующиеся различной сложностью организации: прокариотические (от лат. про – до, перед и греч. карион – ядро) и эукариотические (от греч. эу – полностью, хорошо) клетки. Организмы, имеющие соответствующие типы клеток, называют прокариотами и эукариотами.

В названии типов клеток (групп организмов) отражено их различие только по строению наследственного аппарата – отсутствие мембранной оболочки, изолирующей генетический материал от цитоплазмы, и ядерного матрикса у прокариот. Однако прокариотические и эукариотические клетки существенно различаются также по строению цитоплазмы – у прокариот отсутствуют все цитоплазматические мембранные органоиды, или органеллы, и некоторые немембранные. Кроме того, имеются отличия в строении поверхностного аппарата и способов деления клетки.

Относительная простота строения прокариот свидетельствует о том, что их непосредственными эволюционными предками были протобионты. Общий план строения и базового обмена веществ всех клеток на фоне их большей сложности у эукариотических клеток свидетельствует о происхождении эукариот от прокариот.

В любой клетке эукариот, обладающей единым планом строения, можно выделить три основных структурных компонента.

1. Поверхностный аппарат, состоящий из наружной (плазматической) мембраны, дополнительно выделяемых клеткой надмембранных комплексов и связанных с мембраной подлежащих структур.

2. Цитоплазма, занимающая большую часть внутреннего содержимого клетки. В цитоплазме располагаются различные органоиды или органеллы — внутриклеточные образования, приспособленные к выполнению определенных жизненных функций.

Цитоплазма имеет неоднородную структуру за счет многочисленных включений — взвешенных в ней твердых и жидких коллоидных частиц (кристаллы солей, капельки жира, крахмальные зерна и др.). Помимо органоидов и включений в цитоплазме, как правило, содержатся разнообразные вакуоли — пузырьки, окруженные мембраной, и опорные волокна, образующие цитоскелет.

3. Ядерный аппарат, который у эукариот представляет собой обособленную часть клетки, ограниченную ядерной оболочкой - ядро, а у прокариот не отделен от цитоплазмы. Большую часть содержимого ядра в промежутках между делениями клетки составляет хроматин — плотное скопление нитей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При делении клетки эти нити спирализуются и становятся различимыми под микроскопом в виде хромосом.

Вопросы:

Изучив материал, составьте в тетради схему строения типичной эукариотической клетки