Клеточное строение человека: Строение клетки человека и ее функции в организме

Клеточное строение организмов

  1. Устройство увеличительных приборов
  2. Строение клетки. Клетки прокариоты.
  3. Строение клетки. Клетки эукариоты.
  4. Признаки живых организмов
  5. Деление клетки
  6. Митоз

Устройство увеличительных приборов

Что такое увеличительные приборы, и зачем они нам нужны?

Известно, что клетка является элементарной структурной и функциональной единицей строения всего живого. Клетки — это своеобразные кирпичи, из которых построены тела живых. Существуют как многоклеточные организмы, так и одноклеточные, состоящие всего лишь из одной клетки.

Клетка живая и способна к самостоятельному обмену веществ, размножению и развитию. Но как же увидеть эту клетку?

Визуально исследовать микроорганизмы и клетки можно только с помощью специальных оптических приборов.

Самым простым и примитивным оптическим прибором является лупа. Ее устройство очень простое — состоит она из двояковыпуклой линзы и оправы. Двояковыпуклой называют линзу, проведя ось симметрии через которую, боковины линзы будут выбирать и с одной, и с другой стороны.

Такие лупы способны увеличивать изображение максимум в 20 раз, что достаточно мало, чтобы разглядеть внутреннее строение клеток. Однако с помощью таких луп хорошего качества можно разглядеть форму клеток.

Чтобы изучить строение клетки более детально, увидеть ядро и другие органоиды клетки, необходимо воспользоваться микроскопом. Первый микроскоп изобрел Ганс Янсен 1590 году. Этот микроскоп был доработан, и в 1665 году Роберт Гук исследовал кору пробкового дерева с помощью усовершенствованного устройства с увеличением в 30 раз. Он обнаружил для себя, что кора на самом деле не цельная, а состоит из ячеек, которые он позже назвал клетками.

Перейдем непосредственно к устройству современного микроскопа, который даёт увеличение до 4000 раз. Обычно в школе используется световой микроскоп с увеличением максимум 400-800 раз.

Давайте познакомился со строением этого микроскопа.

Он состоит из трех основных частей: осветительная часть микроскопа, оптическая часть и механическая часть.

Механическая часть микроскопа состоит из таких частей, как тубус, в котором расположена система линз, штатив (место, куда прикрепляется все остальные компоненты микроскопа), предметный столик, основание.

К осветительной части микроскопа относится диафрагма (она помогает контролировать количество света, попадающего через осветительную систему к отверстию, на котором расположен микропрепарат), конденсор (он собирает световой пучок и направляет его конкретно на препарат), осветительная система (диодные лампы или зеркало в более примитивных и простых микроскопах)

Оптическая система состоит в основном из систем линз. Первая из них называется окуляр (окуляр с греческого языка означает глаз, это та область, через которую мы смотрим непосредственно в объектив),

система линз и объектив (он направлен на объект и обеспечивает увеличение).

Объективов у микроскопа может быть несколько (каждый имеет разные степени увеличения), с помощью устройства «револьвера» обеспечивается перемещение объектов относительно друг друга.

Чтобы узнать общую степень увеличения микроскопа нужно степень увеличения окуляра умножить на степень увеличения объектива. Данные значения обычно написаны непосредственно на корпусе прибора.

Препарат на предметном столике удерживается с помощью специальных держателей.

Строение микроскопа достаточно сложное, но основную функцию по увеличению выполняют два компонента оптической системы — окуляр и объектив.

Строение клетки. Клетки прокариоты.

Клетка — это элементарная структурная и функциональная единица строения всего живого. Все клетки живых организмов делятся на два основных типа — это прокариотические клетки и эукариотические клетки.

Прокариотические клетки (в переводе с греческого означает «доядерные») — это клетки, которые не имеют ядра. Такие ядра имеют бактерии.

Эукариотические клетки более совершенны, они имеют ядро. Такие клетки имеют три царства живых организмов — это грибы растения и животные.

Клетка прокариот имеет мембрану, которая ограничивает клетку от окружающей его внешней среды. Клетка прокариот также имеет внутреннее содержимое цитоплазму. Цитоплазма — это вязкое студенистое вещество, в котором  располагаются все жизненно важные органоиды клетки.

Органоиды — это органы клетки: рибосомы, митохондрии, пластиды и т.д. В клетках прокариот нет мембранноограниченных органоидов.

Рибосомы — это маленькие образование или органоиды клетки, которые необходимы для синтеза белка. Из белков построены тела живых организмов и непосредственно сами клетки, поэтому это очень важный органоид.

Также у клеток бактерий есть еще и клеточная стенка, состоящая из углеводов и сахаров.

Внутри бактериальной клетки расположена наследственная информация. Она  заложена в клетке  в виде молекулы ДНК.

ДНК в таких клетках не имеет начала и не имеет конца — она кольцевая.

ДНК несет в себе функцию хранения и передачи наследственной информации, а также реализации данной информации в процессе жизнедеятельности клетки. Информация из ДНК считывается с помощью специальных систем клетки, и затем по этой информации синтезируются белки на рибосомах.

Для того чтобы синтезировать вещества клетке необходима энергия.

В клетках для получения энергии используются молекулы АТФ. Молекула АТФ -это единица клетки, которая необходима для синтеза различных соединений, и образуются она тоже в результате жизнедеятельности клетки с помощью специального органоида.

На самом деле у прокариотических клеток этот органоид не сильно развит. У эукариотов такой органоид называется митохондрия. У клеток прокариот роль митохондрии выполняет часть внутренней мембраны (мезосома).

Очень важным компонентом прокариотической клетки является жгутик. Он имеется не у всех бактерий. Он есть у многих бактерий и необходим для движения данных клеток.

Строение клетки. Клетки эукариоты.

Рассмотрим строение эукариотической клетки на примере растительной клетки. Растительная клетка относится к типичным эукариотическим клеткам и устроена довольно сложно даже относительно таких клеток, как клетки животных и грибов.

Снаружи растительная клетка окружена цитоплазматической мембраной, которая вдобавок еще защищена клеточной стенкой. Клеточная стенка выполняет опорную и защитную функцию, она состоит из полисахарида под названием целлюлоза.

Бумага, на которой мы пишем, изготавливается именно из этого компонента.

Помимо мембраны и клеточной стенки в клетке растений имеется цитоплазма. Цитоплазма выполняет транспортную и связующую функции. Она связывает различные органоидов внутри клетки между собой.

Первым делом бросается в глаза округлое ядро в центре клетки. Ядро содержит в  себе две мембраны, пронизанные порами. Через эти поры вещества, содержащиеся внутри ядра могут сообщаться с внешней средой и цитоплазмой. Внутри ядра главным компонентом является молекула ДНК. ДНК расположена в специальных носителях (хромосомах). ДНК накручивается на специальные белки и компактно упаковывается внутри ядра. В основном эти хромосомы располагаются ближе к внутренней мембране ядра. Центр ядра относительно свободен.

Также в ядре имеются скопления «минизаводики», на которых изготавливаются рибосомы. Рибосомы, как мы говорили, находятся в свободном положении в цитоплазме клеток и используются в качестве устройства для синтеза белков. Скопления компонентов, необходимых для синтеза рибосомы называются ядрышками. Ядрышек внутри ядра может быть несколько. Внутреннее содержимое ядра по строению сходно с цитоплазмой, которая является внутренним содержимым клетки и называется кариоплазмой.

Основные функции ядра — это хранение и передача наследственной информации, а также реализация этой информации в процессе жизнедеятельности клетки.

С помощью этой информации организм случае может синтезировать необходимые для себя или в целом для организма вещества и углеводы. Чтобы синтез этих веществ прошёл успешно, в клетке имеются энергетические станции — митохондрии.

Митохондрии выполняют функцию синтеза энергии, а энергия в клетке накапливается в виде молекул АТФ. С помощью энергии из этих молекул клетка может позволить себе построить различные соединения, будь то белки, жиры, углеводы или другие соединения, необходимые для жизнедеятельности клетки. У митохондрии имеются две мембраны. Внутренней мембраны образуют «впячивания» (кристы). Чем больше площадь поверхности мембраны митохондрий, тем большее количество энергии она способна синтезировать. Таких митохондрий в клетке насчитывается до нескольких десятков в зависимости от нужд клетки. Например, клетки мышечной ткани животных насчитывают сотни митохондрий.

Помимо митохондрий в клетках растений встречаются очень крупные образования, которые называются эндоплазматической сетью. ЭПС бывает двух основных типов: гладкая и шероховатая.

Шероховатой называется та эндоплазматическая сеть, на поверхности которой находятся рибосомы. Следовательно, функция эндоплазматической сети — это синтез и транспортировка белка, а эндоплазматическая сеть, на которой нет рибосом, называется гладкой, и ее основные функции — это синтез липидов и углеводов, а также их транспортировка к месту упаковки.

Упаковка синтезированных клеткой веществ происходит в специальных полостях или мешочках, от которых отходит система пузырьков, так называемых везикул. Вся эта структура называется аппарат (комплекс) Гольджи. Основная его функция заключается в накоплении, достройке, доработке веществ до нужной консистенции и формы, упаковке и выделении их из клетки. Также аппарат Гольджи служит для синтеза

лизосом

Лизосома — это мембранноограниченный пузырек, заполненный ферментом. Фермент — это специальная жидкость, которая способна расщеплять органические соединения в клетке, которые уже не нужны.

Также в растительной клетке находятся крупные вакуоли. В вакуолях содержится клеточный сок (запас питательных веществ и продуктов жизнедеятельности клетки).

Также ещё одной очень важной отличительной особенностью растительных клеток является наличие пластид. Пластиды имеют двойную мембрану. Также как и у митохондрий происходит «впячивание» внутренней мембраны. Каждая такая «монетка» называется тилакоид. Тилакоиды соединяются между собой посредством специальных трубочек (ламелла).

В общем такие структуры называются хлоропластами. Они необходимы для фотосинтеза. Ведь отличительной особенностью растительных организмов является то, что растения способны синтезировать органические вещества и органические соединения из энергии солнца и наращивать свою биомассу.

Клетки растений живут, растут, развиваются и увеличиваться в размерах благодаря увеличению вакуолей. В процессе жизнедеятельности клетки накапливаются и синтезируются различные вещества, которые увеличивают вакуоль, что приводит к расширению и увеличению самой клетки.

Признаки живых организмов

Клетки, которые мы рассматривали до этого момента, являются частью живых организмов. Что же такое живые организмы?

Жизнь — это период существования отдельно взятого организма с момента его появления на свет до непосредственно гибели этого организм.

Чем отличается живой объект от неживого?

Например, возьмем живого человека. Он способен разговаривать, думать двигаться, потреблять какую-то пищу, выделяют продукты жизнедеятельности, общаться и так далее. Но это только общее определение. Давайте по пунктам разберем все свойства живых и неживых организмов.

Во-первых, все живые организмы имеют клеточное строение. Все живые организмы построены из маленьких кирпичиков — клеток, и их строение сходно между собой. Строение клетки гриба похоже на строение клетки растения или животного.

Во-вторых, живые организмы отличает способность к росту и развитию, приобретению организмом каких-то определенных свойств и навыков. Живой организм в начале своей жизни может быть совершенно не похож на то, во что он превратится в процессе роста и развития.

Третьей характерной особенностью живых организмов является способность к обмену веществ. Обмен веществ и энергии по-другому называется метаболизмом. Живые организмы способны питаться, они потребляют пищу, это пища внутри тела живого организма расщепляется до простых составляющих. При этом выделяется энергия, часть энергии рассеивается в виде тепла, часть энергия запасается в клетках, а часть энергии расходуется на построение различных органоиды или компонентов, необходимых для жизнедеятельности данного организма как на клеточном уровне, так и на уровне целого организма.

Следующим важным свойством живого организма является способность к раздражимости. Если же мы каким-либо образом будем воздействовать на  живой объект, то он как-то отреагирует (начнем защищаться, либо нападет, либо убежит). Вариантов ответной реакции очень много, но всё это является проявлением свойства раздражимости.

Также немаловажным свойством живого является способность к размножению. Все живые организмы размножаются. Если мы возьмем в пример простейший живой организм на уровне клетки, то увидим, размножение у них протекает непосредственно в виде процесса бесполого деления (митоза). Митоз — это простое деление на две части. Если же мы возьмём более сложный организм, например, человека, то размножение у него может быть ещё и половым. Оно будет происходить по принципу мейоза, при котором гаплоидные клетки, содержащие одинарный набор хромосом сливаются, и образуется зигота, из которой формируется взрослое животное или растение.

Деление клетки

Всего существует три основных способа деления клетки:

  • амитоз
  • митоз
  • мейоз

Амитоз — это очень примитивный способ деления клеток, который встречаются в основном у раковых клеток при злокачественных заболеваниях и у некоторых простейших. Это достаточно редкий способ деления клетки, при котором клетка делится неравномерно на две неравные части с образованием перетяжки. Такое деление протекает очень быстро, минуя все возможные стадии.

Митоз — это процесс непрямого деления клетки, при котором клетка делится через ряд последовательных стадий. Для чего же это нужно? Таким образом делятся в основном соматические клетки организмов, например, клетки кожи, крови и другие клетки.

Познакомиться с одной интересной формулой:

2n2c, где — это число хромосом, а c  — это число молекул ДНК.

Запись этой формулы означает, что в клетке содержится одинаковые хромосомы. Хромосома представляет из себя молекула ДНК окруженную белковой оболочкой. В клетке две молекула хромосом, в которых находится по одной молекуле ДНК.

Перед осуществлением митоза количество наследственной информации в клетке удваивается. Почему это происходит? Представляем жизненный цикл клетки. Жизненный цикл клетки растительной клетки с момента её образования или деления до последующего деления, включая этап самого деления. Этап жизни , не включающий период деления клетки называется интерфаза. Во время интерфазы происходит удвоение наследственной информации. Количество хромосом остаётся тем же, но количество ДНК удваивается.

2n2c => 2n4c

Основная функция митоза — это сохранить количество хромосом в дочерних клетках, чтобы оно было идентичным количеству хромосом в материнской клетке. При митозе происходит сначала удвоения наследственной информации, а затем эта информации делится на две равные части, образуется 2 клетки, идентичные материнской.

Мейоз — это редукционное деление, при котором образуются половые клетки. Половые клетки необходимы для полового размножения организмов, при котором в результате слияния мужской половой клетки (сперматозоида) и женской половой клетки (яйцеклетки) образуется зигота, которая затем дробится и получается полноценный организм.

В процессе мейоза происходит еще одно редукционное деление, которого не было при митозе. Редукционное деление — это уменьшение чего-либо, в данном случае уменьшения количества хромосом. В результате этого деления образуются клетки с одинарным (гаплоидным) набором хромосом.

2n2c => 2n4c => n2c + n2c => (nc+nc) + (nc+nc)

Сегодня мы разобрались тему деление клетки, познакомились с тем что существует 3 основных способа выделения деление клетки при котором обычно соматические клетки кожи крови и так далее и мейоз образование половых клеток в результате которых образуются гаметы то есть сперматозоиды и яйцеклетки после слияния которых образуются уже новый живой организм

Митоз

Давайте постараемся подробнее разобрать принцип деления клетки под названием митоз.

Напомним, митоз — это непрямое деление клетки, при котором сохраняется постоянная набор хромосом в клетке. Это происходит благодаря тому, что наследственный материал в клетке удваивается, зачем клетка делится на две клетки, идентичные материнской.

2n2c => 2n4c => 2n2c + 2n2c

При митозе в дочерней клетке восстанавливается такой же набор хромосом, который был в материнской клетке, там не происходит изменение наследственной информации. В этом заключается основная биологическая роль митоза.

Митоз состоит из четырех стадий.

Первая стадия называется профаза, вторая стадия — метафаза, третья — анафаза, четвёртая стадия носит название телофаза.

Нужно обязательно запомнить эти достаточно сложные названия. Что же протекает в каждую из этих стадий?

Клетки эукариотических организмов (грибы, растения и животные) имеют обособленное оформленное, ядро которое четко видно даже в световой микроскоп. В этом ядре располагается наследственная информация. Наследство информация располагается в виде молекулы ДНК, которые, как правило, находятся около оболочки ядра в свободной форме (хроматин).

На первой стадии наследственный материал конденсируется, утолщается, и наследственная информация преобразуется в плотные укороченные образования, которые уже называются хромосомами.

Также внутри ядра находится ядрышко. Это ядрышко исчезает, растворяется ядерная оболочка и начинает формироваться веретено деления. Начинает формироваться специальный компонент, необходимый для равномерного разделения хромосом внутри ядра клетки.

На втором этапе метофазе из растворенного ядра хромосомы высвобождаются внутрь клетки у клетки. У каждой клетки есть два полюса и экватор, по которому выстраиваются хромосомы.

Во время анафазы веретено деления (специальные белковые нити) прикрепляются к центру хромосом (центромеры) и растаскивает гомологичные хроматиды к полюсам клетки.

На этапе под названием телофаза начинается формирование ядра. Формирование ядра называют кариокинез, образуется перетяжка у клетки, то есть происходит разделение цитоплазмы (цитокинез). В результате этой фазы образуются две клетки, идентичные материнской клетке.

Урок 5. Клеточное строение организма человека

Задачи:

1. Изучить строение клетки человека, функции ее органоидов;

2. Научиться распознавать органоиды клетки человека;

3. Доказать родство человека и животных на основании сходства строения их клеток.

Клеточное строение организма

Наше тело, как и тело всех многоклеточных организмов, состоит из клеток. Клеток в организме человека многие миллиарды – это его главный структурный и функциональный элемент.

Кости, мышцы, кожа – все они построены из клеток. Клетки активно реагируют на раздражение, участвуют в обмене веществ, растут, размножаются, обладают способностью к регенерации и передаче наследственной информации.

Клетки нашего организма очень разнообразны. Они могут быть плоскими, круглыми, веретенообразными, иметь отростки. Форма зависит от положения клеток в организме и выполняемых функций. Размеры клеток тоже различны: от нескольких микрометров (малый лейкоцит) до 200 мкм (яйцеклетка). При этом, несмотря на такое многообразие, большинство клеток имеют единый план строения: состоят из ядра и цитоплазмы, которые снаружи покрыты клеточной мембраной (оболочкой). Клетка человека имеет те же органоиды, что и клетка животных, что служит доказательством родства этих групп организмов.

Ядро есть в каждой клетке, кроме эритроцитов. Оно несёт наследственную информацию и регулирует образование белков. Наследственная информация обо всех признаках организма хранится в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

ДНК является основным компонентом хромосом. У человека в каждой неполовой (соматической) клетке их 46, а в половой клетке 23 хромосомы. Хромосомы хорошо видны только в период деления клетки. При делении клетки наследственная информация в равных количествах передаётся дочерним клеткам.

Снаружи ядро окружает ядерная оболочка, а внутри него находится одно или несколько ядрышек, в которых образуются рибосомы – органоиды, обеспечивающие сборку белков клетки.

Ядро погружено в цитоплазму, состоящую из гиалоплазмы (от греч. «гиалинос» – прозрачный) и находящихся в ней органоидов и включений. Гиалоплазма образует внутреннюю среду клетки, она объединяет все части клетки между собой, обеспечивает их взаимодействие.

Органоиды клетки – это постоянные клеточные структуры, выполняющие определённые функции. Познакомимся с некоторыми из них.

Эндоплазматическая сеть напоминает сложный лабиринт, образованный множеством мельчайших канальцев, пузырьков, мешочков (цистерн). В некоторых участках на её мембранах расположены рибосомы, такую сеть называют гранулярной (зернистой). Эндоплазматическая сеть участвует в транспорте веществ в клетке. В гранулярной эндоплазматической сети образуются белки, а в гладкой (без рибосом) – животный крахмал (гликоген) и жиры.

Комплекс Гольджи представляет собой систему плоских мешочков (цистерн) и многочисленных пузырьков. Он принимает участие в накоплении и транспортировке веществ, которые образовались в других органоидах. Здесь также синтезируются сложные углеводы.

Митохондрии – органоиды, основной функцией которых является окисление органических соединений, сопровождающееся высвобождением энергии. Эта энергия идёт на синтез молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая служит как бы универсальным клеточным аккумулятором. Энергию, заключённую в АТФ, клетки затем используют на различные процессы своей жизнедеятельности: выработку тепла, передачу нервных импульсов, мышечные сокращения и многое другое.

 Лизосомы, небольшие шарообразные структуры, содержат вещества, которые разрушают ненужные, утратившие своё значение или повреждённые части клетки, а также участвуют во внутриклеточном пищеварении.

Снаружи клетка покрыта тонкой (около 0,002 мкм) клеточной мембраной, которая отграничивает содержимое клетки от окружающей среды. Основная функция мембраны – защитная, но она воспринимает также и воздействия внешней для клетки среды. Мембрана не сплошная, она полупроницаема, через неё свободно проходят некоторые вещества, т. е. она выполняет и транспортную функцию. Через мембрану осуществляется и связь с соседними клетками.

Вы видите, что функции органоидов сложны и многообразны. Они играют для клетки туже роль, что и органы для целостного организма.

Строение клетки

 

Продолжительность жизни клеток нашего организма различна. Так, некоторые клетки кожи живут 7 дней, эритроциты – до 4 месяцев, а вот костные клетки – от 10 до 30 лет.

Проверьте свои знания

Задание 1. Подпиши органоиды клетки в тестовом режиме.

Задание 2. Укажи функции органоидов клетки.

Биология Общий обзор организма человека. Клеточное строение организма. Ткани

«Человек — высший продукт земной природы. Человек — сложнейшая и тончайшая система. Но для того, чтобы наслаждаться сокровищами природы, человек должен быть здоровым, сильным и умным», — говорил физиолог Иван Петрович Павлов.

Организм человека — сложная биологическая система, состоящая из клеток, тканей, органов, систем органов.

Организм регулируется гуморальной и нервной системой и представляет собой живую структуру, которая способна к обмену веществ с окружающей средой, росту, развитию и размножению.

Организм человека состоит из разнообразных клеток, и они специализируются на выполнении определенных функций.

Клетки реагируют на раздражение, дышат и питаются, растут, размножаются, обладают способностью к регенерации и передаче наследственной информации. Большинство клеток имеют единый план строения.

Посмотрим внимательно на схему  «Строение клетки» и назовем все органоиды клетки, изображенные на схеме. Запишем  названия частей соответственно номерам, поставленным на рисунке. На это задание отведено три минуты.

Проверим себя:

1. Митохондрия

2. Комплекс Гольджи

3. Эндоплазматическая сеть

4. Мембрана 

5. Фагоцитозный пузырек

6. Клеточный центр

7. Лизосома

8. Ядро

9. Ядрышко

10. Рибосомы

Из клеток образуются ткани человеческого организма.

Ткань — совокупность клеток, общих по происхождению, строению и функциям. В состав тканей входят не только клетки, но и межклеточное вещество.

Организм составляют эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная ткани.

В эпителиальной ткани клетки располагаются близко друг к другу, а межклеточное вещество отсутствует. Функция эпителиальных тканей — быть барьером для инфекций, защищать организм от воздействий окружающей среды, а также вырабатывать секреторную жидкость, гормоны и биологически активные вещества. Кожа, слизистые оболочки внутренних органов, слюнные и потовые железы образованы эпителиальными тканями.

    Соединительная ткань образует кровь, лимфу, жировую клетчатку, хрящ, кости. Клетки этой ткани расположены на расстоянии друг от друга, а свойства ткани зависят от межклеточного вещества. Если межклеточное вещество жидкое, то это кровь. Кость образована твердым межклеточным веществом, а из рыхло-волокнистого состоят хрящи и жировая клетчатка.

Мышечная ткань образует мышцы скелета и внутренних органов. В основе этой ткани — мышечное волокно, обладающее свойством сокращаться и расслабляться. Клетки могут быть одноядерными, заостренными с концов или вытянутыми с большим количеством ядер.

Нервная ткань образует головной и спинной мозг, нервы и нервные узлы. Основу нервной ткани составляют нейроны, главной особенностью которых является высокая возбудимость и проводимость. Нейроны воспринимают сигналы из внешней среды и  от внутренних органов, распознают и передают их к рабочим органам.

Ткани образуют органы, которые занимают постоянное положение в организме и имеют определенное строение.

Орган — часть тела, которая выполняет специфическую функцию. Органы, образованные тканями и связанные единой функцией, образуют систему органов.

Знания о строении и функциях человеческого организма позволят вести здоровый образ жизни, быть красивым и физически крепким.

Биология Строение клетки

Все живые организмы на Земле имеют клеточное строение. Клетки различаются по форме, размерам, функциям.

Клетки бывают гигантские и мелкие. Самые маленькие клетки у бактерий. Некоторые кокки имеют размеры всего лишь 0,2 мкм. Клетки чешуи лука хорошо различаются через лупу, а клетки мякоти арбуза и цитрусовых растений видны невооруженным глазом.

Стебель водоросли ацетабулярии достигает в длину 6 см, его шляпка имеет диаметр 1 см. При этом ацетабулярия состоит из единственной клетки с одним клеточным ядром.

Лубяные волокна льна и хлопчатника имеют длину до 5 см, у китайской крапивы — 22 см. Длина отдельных отростков нервных клеток человека может достигать 1 м.

Клетки животных и растений различаются по форме.

Клетки эпителиальной ткани плоские, квадратные, кубические. Нервные клетки — это вытянутые в длину нити или имеют форму звезды. Встречаются шаровидные, дисковидные, веретенообразные клетки. Форма клеток в основном постоянна, но есть клетки и с непостоянной формой, как у амебы или лейкоцитов крови.

По признаку наличия ядра клетки делятся на две группы. Клетки, в которых нет ядра, являются самыми древними, и называются прокариотическими. К прокариотам относятся клетки бактерий и сине-зеленых водорослей. Клетки, имеющие ядро, называются эукариотические. У большинства живых организмов эукариотические клетки.

Эукариотическая клетка имеет два важных компонента: ядро и цитоплазму. В цитоплазме находятся органоиды и включения. Органоиды присутствуют в клетке постоянно, а включения являются временными образованиями.

Ядро является главной структурой клетки и играет важную роль в ее жизнедеятельности. Если из клетки удалить ядро, она прекращает выполнение всех функций и гибнет. В большинстве животных клеток одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки, например поперечно-полосатые мышцы человека, грибы, инфузории, зеленые водоросли.

Ядро окружено двойной мембраной, пронизанной порами. Через них происходит обмен веществ с цитоплазмой. Вся внутренняя часть ядра заполнена кариоплазмой.

Ядрышко — обособленная, наиболее плотная часть ядра. В состав ядрышка входят сложные белки, нуклеиновые кислоты и рибосомы. Ядрышко исчезает перед началом деления клетки и вновь формируется в последней фазе деления.

Ядро регулирует все жизненные процессы клетки, оно несет наследственную информацию. Наследственная информация сосредоточена в хромосомах.

Хромосомы имеют сложное строение. Каждая хромосома состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты и белка.

В молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты хранится информация, необходимая для построения клеточных структур организма. Молекулы ДНК закручены в спираль и упакованы в хромосомы. Каждая молекула ДНК образует одну хромосому.       В ядрах всех соматических клеток человека содержится 46 хромосом, а всего в теле человека около 100 000 генов. Ген — это небольшой участок молекулы ДНК. Он определяет строение и функции нашего тела.

Цитоплазма представляет собой вязкое гелеобразное вещество, которое на 85 % состоит из воды. В цитоплазме располагаются различные органоиды клетки, органические и неорганические вещества. В ней протекают все процессы обмена веществ.

Органоиды могут быть мембранные и немембранные. К мембранным органоидам относятся плазматическая мембрана, эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы и пластиды.

Клеточный центр, или центросома играет важную роль при делении клетки и состоит из двух центриолей. Она встречается у всех клеток животных и растений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших.

Центриоли в делящихся клетках принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах.

Эндоплазматическая сеть в цитоплазме представляет собой мембраны, которые связывают органоиды между собой, по ней происходит транспорт питательных веществ. Эндоплазматическая сеть в клетке бывает гладкая и гранулярная. Гладкая эндоплазматическая сеть имеет вид трубочек, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. В ней осуществляется синтез липидов и углеводов. На мембранах гранулярной эндоплазматической сети в большом количестве располагаются  рибосомы.

Рибосомы — мелкие органоиды, которые состоят из рибонуклеиновой кислоты и полипептидов. Важнейшая функция рибосом — синтез белка. Их количество в клетке велико: тысячи в прокариотических и сотни тысяч в эукариотических клетках. Рибосомы либо связаны с эндоплазматической сетью, либо находится в свободном состоянии. В синтезе белка одновременно участвует множество рибосом, объединённых в цепи. Такие цепи называются полисомами.

В клетке находятся и митохондрии, которые иногда называют «клеточными электростанциями». Митохондрии могут изменять свою форму и перемещаться в те области клетки, где потребность в них высока. Каждая митохондрия окружена двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует складки, которые называются кристами. Важнейшей функцией митохондрий является синтез аденозинтрифосфорной кислоты. Синтез происходит за счёт окисления органических веществ.

Универсальным органоидом эукариотических клеток являются лизосомы. Этот органоид был открыт в 1955 г. бельгийским биохимиком Кристианом де Дювом. За исследования структуры и функций лизосом он в 1974 г. был удостоен Нобелевской премии. В лизосомах находится около 40 видов ферментов, благодаря которым лизосомы способны расщеплять сложные органические вещества на более простые. Лизосомы также участвуют в разрушении некоторых запасных питательных веществ, а также макромолекул и утративших свою функцию органоидов.

Иногда лизосомы уничтожают целые комплексы клеток и органы. Например, когда головастик превращается в лягушку, лизосомы, которые находятся в клетках хвоста, переваривают его: хвост исчезает, а образовавшиеся во время этого процесса вещества всасываются и используются другими клетками тела.

В клетках живых организмов есть еще один интересный органоид. Он назван в честь итальянского гистолога Камилло Гольджи, который 1873 г. открыл и описал этот органоид. Комплекс Гольджи расположен вокруг ядра и имеет форму сложной сети. В клетках растений и простейших комплекс Гольджи представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы. Строение этого органоида сходно в клетках растительных и животных организмов, несмотря на разнообразие его формы. В состав комплекса Гольджи входят цистерны, трубочки и мелкие пузырьки. Все эти элементы составляют единый комплекс.

Комплекс Гольджи выполняет много важных функций, но главные функции — накопление, сортировка и хранение органических веществ. Например, в клетках поджелудочной железы синтезируются пищеварительные ферменты, которые накапливаются в полостях органоида. Затем образуются пузырьки, наполненные ферментами. Они выводятся из клеток в проток поджелудочной железы, откуда перетекают в полость кишечника. Еще одна важная функция этого органоида — синтез на мембранах жиров и углеводов, которые используются в клетке и входят в состав мембран. Благодаря комплексу Гольджи происходят обновление и рост плазматической мембраны.

Плазматическая мембрана окружает цитоплазму живой клетки. Мембраны состоят из липидов и белков, а также углеводов, которые расположены на внешней поверхности мембраны. Набор белков и углеводов на поверхности мембраны каждой клетки специфичен и является своеобразным указателем типа клетки. Мембрана разделяет клетки между собой, обеспечивает обмен веществ между цитоплазмой и внешней средой. Для плазматической мембраны характерны процессы фагоцитоза и пиноцитоза. Фагоцитозом называют захват и поглощение клеткой крупных частиц. Явление впервые описал русский ученый И. Мечников. У человека и животных к фагоцитозу способны лейкоциты, они поглощают бактерии и другие твердые частицы. Пиноцитоз — это процесс захвата и поглощения капель жидкости с растворенными в ней веществами

Растительные клетки отличаются от животных наличием специфических органоидов.

Пластиды есть только в растительных клетках и встречаются у большинства зеленых растений. В пластидах синтезируются и накапливаются органические вещества. Пластиды делят на хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Хлоропласты — это пластиды, которые содержат зеленый пигмент хлорофилл и обеспечивают процесс фотосинтеза. В клетках водорослей хлоропласты крупные и немногочисленные. Они могут быть пластинчатыми, звездчатыми, ленточными, подковообразными. Такие хлоропласты называются хроматофорами.

Хромопласты — это пластиды, которые содержат пигменты, придающие растению желтую, оранжевую или красную окраску. Хромопласты имеют разнообразную форму и образуются в осенних листьях, корнеплодах моркови, зрелых плодах овощей и фруктов.

Лейкопласты — это мелкие бесцветные пластиды шаровидной, яйцевидной или веретеновидной формы. Они находятся в скрытых от солнечного света клетках органов: в корневищах, клубнях, корнях, семенах, сердцевине стеблей. Деятельность лейкопластов специализирована — они образуют крахмал, белок или масло.

В пластидах выявлена ДНК, которая контролирует размножение этих органоидов.

Для растительных клеток и клеток простейших организмов характерны вакуоли. Вакуоли представляют собой ограниченные мембраной полости. У растений вакуоли заполнены клеточным соком, который выполняет запасающую функцию. У простейших организмов вакуоли бывают пищеварительные, выделительные, сократительные.

У многих растительных и животных клеток имеются органоиды движения. Это могут быть реснички у инфузорий, жгутики у эвглены.

Включения клетки появляются в процессе ее жизнедеятельности. Чаще всего это запасные питательные вещества.

Кроме эукариотических клеток в природе существуют прокариотические. Главное их различие — в наличии или отсутствии оформленного ядра. Наследственная информация прокариотов заложена в одной молекуле ДНК, погруженной в цитоплазму. В цитоплазме таких клеток мало мембран. В клетке есть  рибосомы, они осуществляют синтез белков. Все ферменты такой клетки рассеяны по цитоплазме.

Прокариотические клетки характерны для бактерий. Их клетка представляет собой организм со всеми жизненными проявлениями.

Клетка является совершенной структурой и возникла в результате длительной биологической эволюции, в процессе которой ее функции постепенно усложнялись.

Клеточное строение организмов / КонсультантПлюс

Клеточное строение организмов

Клетка — основа строения и жизнедеятельности организмов. История изучения клетки. Методы изучения клетки. Строение и жизнедеятельность клетки. Бактериальная клетка. Животная клетка. Растительная клетка. Грибная клетка. Ткани организмов.

Многообразие организмов

Клеточные и неклеточные формы жизни. Организм. Классификация организмов. Принципы классификации. Одноклеточные и многоклеточные организмы. Основные царства живой природы.

Среды жизни

Среда обитания. Факторы среды обитания. Места обитания. Приспособления организмов к жизни в наземно-воздушной среде. Приспособления организмов к жизни в водной среде. Приспособления организмов к жизни в почвенной среде. Приспособления организмов к жизни в организменной среде. Растительный и животный мир родного края.

Царство Растения

Многообразие и значение растений в природе и жизни человека. Общее знакомство с цветковыми растениями. Растительные ткани и органы растений. Вегетативные и генеративные органы. Жизненные формы растений. Растение — целостный организм (биосистема). Условия обитания растений. Среды обитания растений. Сезонные явления в жизни растений.

Органы цветкового растения

Семя. Строение семени. Корень. Зоны корня. Виды корней. Корневые системы. Значение корня. Видоизменения корней. Побег. Генеративные и вегетативные побеги. Строение побега. Разнообразие и значение побегов. Видоизмененные побеги. Почки. Вегетативные и генеративные почки. Строение листа. Листорасположение. Жилкование листа. Стебель. Строение и значение стебля. Строение и значение цветка. Соцветия. Опыление. Виды опыления. Строение и значение плода. Многообразие плодов. Распространение плодов.

Микроскопическое строение растений

Разнообразие растительных клеток. Ткани растений. Микроскопическое строение корня. Корневой волосок. Микроскопическое строение стебля. Микроскопическое строение листа.

Жизнедеятельность цветковых растений

Процессы жизнедеятельности растений. Обмен веществ и превращение энергии: почвенное питание и воздушное питание (фотосинтез), дыхание, удаление конечных продуктов обмена веществ. Транспорт веществ. Движения. Рост, развитие и размножение растений. Половое размножение растений. Оплодотворение у цветковых растений. Вегетативное размножение растений. Приемы выращивания и размножения растений и ухода за ними. Космическая роль зеленых растений.

Многообразие растений

Классификация растений. Водоросли — низшие растения. Многообразие водорослей. Высшие споровые растения (мхи, папоротники, хвощи, плауны), отличительные особенности и многообразие. Отдел Голосеменные, отличительные особенности и многообразие. Отдел Покрытосеменные (Цветковые), отличительные особенности. Классы Однодольные и Двудольные. Многообразие цветковых растений. Меры профилактики заболеваний, вызываемых растениями.

Царство Бактерии

Бактерии, их строение и жизнедеятельность. Роль бактерий в природе, жизни человека. Меры профилактики заболеваний, вызываемых бактериями. Значение работ Р. Коха и Л. Пастера.

Царство Грибы

Отличительные особенности грибов. Многообразие грибов. Роль грибов в природе, жизни человека. Грибы-паразиты. Съедобные и ядовитые грибы. Первая помощь при отравлении грибами. Меры профилактики заболеваний, вызываемых грибами. Лишайники, их роль в природе и жизни человека.

Царство Животные

Общее знакомство с животными. Животные ткани, органы и системы органов животных. Организм животного как биосистема. Многообразие и классификация животных. Среды обитания животных. Сезонные явления в жизни животных. Поведение животных (раздражимость, рефлексы и инстинкты). Разнообразие отношений животных в природе. Значение животных в природе и жизни человека.

Одноклеточные животные, или Простейшие

Общая характеристика простейших. Происхождение простейших. Значение простейших в природе и жизни человека. Пути заражения человека и животных паразитическими простейшими. Меры профилактики заболеваний, вызываемых одноклеточными животными.

Тип Кишечнополостные

Многоклеточные животные. Общая характеристика типа Кишечнополостные. Регенерация. Происхождение кишечнополостных. Значение кишечнополостных в природе и жизни человека.

Типы червей

Тип Плоские черви, общая характеристика. Тип Круглые черви, общая характеристика. Тип Кольчатые черви, общая характеристика. Паразитические плоские и круглые черви. Пути заражения человека и животных паразитическими червями. Меры профилактики заражения. Значение дождевых червей в почвообразовании. Происхождение червей.

Тип Моллюски

Общая характеристика типа Моллюски. Многообразие моллюсков. Происхождение моллюсков и их значение в природе и жизни человека.

Тип Членистоногие

Общая характеристика типа Членистоногие. Среды жизни. Происхождение членистоногих. Охрана членистоногих.

Класс Ракообразные. Особенности строения и жизнедеятельности ракообразных, их значение в природе и жизни человека.

Класс Паукообразные. Особенности строения и жизнедеятельности паукообразных, их значение в природе и жизни человека. Клещи — переносчики возбудителей заболеваний животных и человека. Меры профилактики.

Класс Насекомые. Особенности строения и жизнедеятельности насекомых. Поведение насекомых, инстинкты. Значение насекомых в природе и сельскохозяйственной деятельности человека. Насекомые-вредители. Меры по сокращению численности насекомых-вредителей. Насекомые, снижающие численность вредителей растений. Насекомые — переносчики возбудителей и паразиты человека и домашних животных. Одомашненные насекомые: медоносная пчела и тутовый шелкопряд.

Тип Хордовые

Общая характеристика типа Хордовых. Подтип Бесчерепные. Ланцетник. Подтип Черепные, или Позвоночные. Общая характеристика надкласса Рыбы. Места обитания и внешнее строение рыб. Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности у рыб в связи с водным образом жизни. Размножение и развитие и миграция рыб в природе. Основные систематические группы рыб. Значение рыб в природе и жизни человека. Рыбоводство и охрана рыбных запасов.

Класс Земноводные. Общая характеристика класса Земноводные. Места обитания и распространение земноводных. Особенности внешнего строения в связи с образом жизни. Внутреннее строение земноводных. Размножение и развитие земноводных. Происхождение земноводных. Многообразие современных земноводных и их охрана. Значение земноводных в природе и жизни человека.

Класс Пресмыкающиеся. Общая характеристика класса Пресмыкающиеся. Места обитания, особенности внешнего и внутреннего строения пресмыкающихся. Размножение пресмыкающихся. Происхождение и многообразие древних пресмыкающихся. Значение пресмыкающихся в природе и жизни человека.

Класс Птицы. Общая характеристика класса Птицы. Места обитания и особенности внешнего строения птиц. Особенности внутреннего строения и жизнедеятельности птиц. Размножение и развитие птиц. Сезонные явления в жизни птиц. Экологические группы птиц. Происхождение птиц. Значение птиц в природе и жизни человека. Охрана птиц. Птицеводство. Домашние птицы, приемы выращивания и ухода за птицами.

Класс Млекопитающие. Общая характеристика класса Млекопитающие. Среды жизни млекопитающих. Особенности внешнего строения, скелета и мускулатуры млекопитающих. Органы полости тела. Нервная система и поведение млекопитающих, рассудочное поведение. Размножение и развитие млекопитающих. Происхождение млекопитающих. Многообразие млекопитающих. Млекопитающие — переносчики возбудителей опасных заболеваний. Меры борьбы с грызунами. Меры предосторожности и первая помощь при укусах животных. Экологические группы млекопитающих. Сезонные явления в жизни млекопитающих. Происхождение и значение млекопитающих. Охрана млекопитающих. Важнейшие породы домашних млекопитающих. Приемы выращивания и ухода за домашними млекопитающими. Многообразие птиц и млекопитающих родного края.

Урок 4. клеточное строение организма — Биология — 8 класс

Конспект
Все живое на нашей планете состоит из клеток. Изучением химического состава, строения и функций клеток занимается наука цитология. Организм человека также построен из огромного числа клеток, обеспечивающих особенности его строения и функций. Строение клетки человека ничем не отличается от строения клеток других животных. Прежде всего необходимо разобрать химический состав наших клеток. Основными химическими элементами клеток живых организмов являются углерод, кислород, водород, азот, сера, натрий, калий, кальция и некоторые другие. Именно из этих видов атомов состоят неорганические и органические вещества клетки. К числу неорганических веществ относятся вода (растворитель и среда для химических реакций в клетке) и минеральные соли (входят в состав костей и внутренней среды). Органические вещества представлены белками (основной строительный материал клетки), нуклеиновыми кислотами (хранение и передача наследственной информации), углеводами и жирами (основные источники энергии)
Как уже было сказано, клетки человека по своему строению и функциям ничем не отличаются от типичных животных клеток. Животные клетки не имеют клеточной стенки, пластид и крупных вакуолей, типичных для клеток растений. Запасным веществом в клетках животных является углевод гликоген. При делении животные клетки разделяются перетяжкой, а растительные – перегородкой (из-за наличия жесткой клеточной стенки).
Мембрана животной клетки состоит и двойного слоя жироподобных веществ, белков и углеводов. Она отграничивает внутреннюю среду клетки от внешней для клетки среды. Благодаря белкам мембрана обладает главным своим свойством – полупроницаемостью. Именно белковые молекулы, встроенные в мембрану, обеспечивают избирательный транспорт веществ в клетку и из клетки. Углеводы на поверхности мембраны позволяют воспринимать различные сигналы и передавать их внутренним структурам клетки.
Внутреннее пространство клетки заполнено вязким раствором веществ – цитоплазмой. Цитоплазма связывает воедино все органоиды клетки. К ним относятся: эндоплазматическая сеть – сеть из каналов и полостей, заполняющая большую часть клетки, необходимая для транспорта и образования веществ; митохондрии – органоиды различной формы, имеющие внутренние складки и обеспечивающие клетку энергией; лизосомы – пузырьки с веществами, которые разрушают ненужные части клетки; клеточный центр, состоящий из двух центриолей, участвующих в процессе деления клетки; рибосомы – мельчайшие органоиды клетки, образующие молекулы белков.
Основной частью клетки человека является ядро. Оно управляет всеми клеточными процессами. Лишенная ядра клетка, как правило, погибает. Снаружи ядро покрыто ядерной мембраной с многочисленными порами, внутренняя часть ядра заполнена ядерным соком, в котором расположены ядрышки и хромосомы. Ядро всех клеток тела человека содержит 46 хромосом. Именно хромосомы и являются носителями наследственной информации.
В организме человека ядра не имеют только зрелые эритроциты (красные кровяные тельца).
В зависимости от выполняемых функций клетки человеческого организма имеют различные размеры и форму. Одна из самых маленьких клеток нашего организма – нейрон (клетка нервной ткани). Его размеры могут быть всего 3 микрометра (1 микрометр – 0,000001 м). Самая крупная клетка – яйцеклетка (женская половая клетка). Ее размеры до 200 мкм. Продолжительной жизни клеток тоже очень различна. Например, клетки эпителия кишечника живут 3-5 дней. Больше года живут клетки печени. Срок жизни мышечных клеток может быть около 15 лет. Всего в организме человека до 100 триллионов клеток, и все они объединяются в различные ткани.
Подведем небольшой итог. Клетки тела человека по своему строению и химическому составу – типичные животные клетки, что лишний раз доказывает принадлежность человека к животному царству. Основные части клетки – это клеточная мембрана, цитоплазма с органоидами и ядро. Размеры, форма и продолжительность жизни клетки зависят от выполняемых ею функций.

Клеточное строение организма | Параграф 7

Биология. Человек. 8 класс». Д.В. Колесова и др.

 

 

Вопрос 1. В какой среде находятся клетки организма человека?
Клетки организма человека находятся во внутренней среде – межклеточное вещество, которое имеет определённый солевой состав и постоянную температуру.

Вопрос 2. Какое значение имеет клеточная мембрана?
Наружная клеточная мембрана ограничивает клетку от окружающей среды и осуществляет транспорт веществ. Мембрана обладает свойством полупроницаемости. При этом молекулы воды могут беспрепятственно проходить через клеточную мембрану, а молекулы других веществ проникают избирательно. Через клеточную мембрану клетка получает воду, питательные вещества, кислород, через нее удаляются продукты клеточного обмена.

Вопрос 3. Каковы функции ядра и ядрышка?
Впервые ядро было открыто и описано в 1833 году англичанином Р.Броуном. Ядро в клетке выполняет основные функции:
1) хранение и воспроизведение наследственной информации,
2) регуляция обмена веществ в клетке.
В клетке, выполняющей функцию синтеза большого количества белка, в ядре будет несколько ядрышек или они будут крупные и рыхлые, т.е. функция ядрышка – это синтез рРНК и сборка рибосом.

Вопрос 4. Сколько хромосом имеют половые клетки — сперматозоид и яйцеклетка?
В половых клетках (яйцеклетках и сперматозоидах) по 23 хромосомы (половинный, или гаплоидный, набор).

Вопрос 5. Назовите органоиды клетки.
Общими органоидами клетки являются: митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть (ЭПС), лизосомы, рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микротельца, микрофиламенты. Специальными органоидами клетки являются: реснички (эпителий трахеи и бронхов), жгутики, ложноножки, микроворсинки (эпителиальные клетки кишечника), нейрофибриллы, миофибриллы, тонофибриллы и синаптические узлы.


 

Что такое клетка?: MedlinePlus Genetics

Клетки являются основными строительными блоками всех живых существ. Тело человека состоит из триллионов клеток. Они обеспечивают структуру тела, поглощают питательные вещества из пищи, преобразуют эти питательные вещества в энергию и выполняют специальные функции. Клетки также содержат наследственный материал организма и могут создавать копии самих себя.

Клетки состоят из множества частей, каждая из которых выполняет свою функцию. Некоторые из этих частей, называемые органеллами, представляют собой специализированные структуры, выполняющие определенные задачи внутри клетки.Клетки человека содержат следующие основные части, перечисленные в алфавитном порядке:

Цитоплазма

В клетках цитоплазма состоит из желеобразной жидкости (называемой цитозолем) и других структур, окружающих ядро.

Цитоскелет

Цитоскелет представляет собой сеть длинных волокон, составляющих структурный каркас клетки. Цитоскелет выполняет несколько важных функций, в том числе определяет форму клеток, участвует в делении клеток и позволяет клеткам двигаться.Он также обеспечивает гусеничную систему, которая направляет движение органелл и других веществ внутри клеток.

Эндоплазматический ретикулум (ER)

Эта органелла помогает обрабатывать молекулы, созданные клеткой. Эндоплазматический ретикулум также транспортирует эти молекулы к их специфическим местам назначения внутри или снаружи клетки.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи упаковывает молекулы, обработанные эндоплазматическим ретикулумом, для транспортировки из клетки.

Лизосомы и пероксисомы

Эти органеллы являются рециркулирующим центром клетки. Они переваривают проникшие в клетку чужеродные бактерии, избавляют клетку от токсических веществ и перерабатывают изношенные клеточные компоненты.

Митохондрии

Митохондрии представляют собой сложные органеллы, которые преобразуют энергию из пищи в форму, пригодную для использования клеткой. У них есть собственный генетический материал, отдельный от ДНК в ядре, и они могут создавать копии самих себя.

Ядро

Ядро служит командным центром клетки, посылая клеткам указания расти, созревать, делиться или умирать. В нем также находится ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), наследственный материал клетки. Ядро окружено мембраной, называемой ядерной оболочкой, которая защищает ДНК и отделяет ядро ​​от остальной части клетки.

Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана представляет собой внешнюю оболочку клетки. Он отделяет клетку от окружающей среды и позволяет материалам входить и выходить из клетки.

Рибосомы

Рибосомы — это органеллы, которые обрабатывают генетические инструкции клетки для создания белков. Эти органеллы могут свободно плавать в цитоплазме или быть связаны с эндоплазматическим ретикулумом (см. выше).

Структура клетки. Онлайн-руководство по биологии

Клетка человека – эукариотическая клетка с множеством цитоплазматических структур, ограниченных биологическими мембранами

Внутренняя часть клетки делится на ядро ​​и цитоплазму.Ядро представляет собой шаровидную или овальную структуру в центре клетки. Цитоплазма — это область вне ядра, содержащая клеточные органеллы и цитозоль, или цитоплазматический раствор. Внутриклеточная жидкость в совокупности представляет собой цитозоль и жидкость внутри органелл и ядра.

Мембраны

Мембраны являются воротами в клетку. Плазматическая мембрана представляет собой селективный барьер, окружающий клетку. Он обеспечивает барьер для движения молекул между внутри- и внеклеточной жидкостью.Напомним, что внеклеточный означает внеклеточный. Плазматическая мембрана также служит для прикрепления соседних клеток друг к другу и к внеклеточному матриксу. Различные сигналы и входы могут изменить чувствительность и проницаемость мембран.

Модель жидкой мозаики: структура мембраны

Мембраны состоят из двойного слоя липидов, в основном фосфолипидов, содержащих встроенные белки. Встроенные белки важны как помощники при перемещении молекул через мембрану. Сама мембрана организована в бимолекулярный слой, что означает, что неполярная область организована посередине (вдали от воды, поскольку она гидрофобна), а полярные области ориентированы наружу: внеклеточная жидкость и цитозоль.Другой способ представить это — это два ряда булавок головками наружу, а иглой внутрь. Головки, иглы, иголки, головки. Как бутерброд. Поскольку молекулы фосфолипидов химически не связаны друг с другом и, таким образом, каждая молекула может свободно двигаться независимо, общая двухслойная структура обладает гибкой текучестью. Молекулы холестерина также встроены в плазматическую мембрану и служат для доставки веществ к клеточным органеллам, образуя везикулы.
Белки, встроенные в мембрану, делятся на два класса.

Периферические мембранные белки представляют собой белки на поверхности мембраны, в основном на цитозольной стороне, где они взаимодействуют с элементами цитоскелета, чтобы влиять на форму и подвижность клеток. Эти белки не являются амфипатическими и связаны с полярными областями интегральных белков.

Интегральные мембранные белки охватывают всю ширину мембраны, пересекая, таким образом, как полярные, так и неполярные области структуры. Эти белки не могут быть удалены с мембраны без разрушения липидного двойного слоя.

Важно понимать, что функции мембраны зависят от химического состава и любой асимметрии в составе между двумя поверхностями мембраны и специфическими белками, которые прикреплены к мембране или связаны с ней. Плазматическая мембрана также имеет внеклеточный поверхностный слой моносахаридов, которые связаны с мембранными липидами и белками. Этот слой называется гликокаликсом и играет важную роль в процессе межклеточного узнавания.

Мембранные соединения

Интегрины представляют собой трансмембранные белки, которые связываются со специфическими белками внеклеточного матрикса и с мембранными белками соседних клеток.Интегрины помогают организовать клетки в ткани. Они также отвечают за передачу сигналов от внеклеточного матрикса внутрь клетки.

Если две клетки расположены рядом, но разделены, они могут быть соединены десмосомами. Десмосомы представляют собой плотные скопления белка на цитоплазматической поверхности плазматических мембран обеих отдельных клеток. Они инфильтрированы белковыми волокнами, проникающими в каждую из клеток. Назначение и функция десмосом состоит в том, чтобы прочно удерживать соседние клетки на месте в областях, подверженных растяжению, таких как кожа.

Другим типом мембранного соединения является плотное соединение. Эти соединения образованы фактическим физическим соединением внеклеточных поверхностей двух соседних плазматических мембран. Плотные соединения важны в областях, где необходим больший контроль над тканевыми процессами, например, в эпителиальных клетках кишечника, которые участвуют в абсорбции.

Наконец, щелевые контакты представляют собой настоящие белковые каналы, связывающие цитозоли соседних клеток. Недостаток этой «прямой связи» заключается в том, что она позволяет проходить только более мелким молекулам.

Органеллы клетки

Органеллы клетки — это маленькие рабочие места внутри клетки. Все функции жизни осуществляются в каждой отдельной клетке. Органеллы могут быть высвобождены путем разрыва плазматической мембраны путем гомогенизации и ультрацентрифугирования смеси. Органеллы имеют разный размер и плотность и оседают с определенной скоростью.

Ядро находится в центре большинства клеток. Некоторые клетки содержат несколько ядер, например скелетные мышцы, а некоторые не имеют ни одного, например эритроциты.Ядро — крупнейшая мембраносвязанная органелла. В частности, он отвечает за хранение и передачу генетической информации. Ядро окружено селективной ядерной оболочкой. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, соединенных через равные промежутки и образующих круглые отверстия, называемые ядерными порами. Поры позволяют молекулам РНК и белкам, модулирующим экспрессию ДНК, проходить через поры в цитозоль. Процесс отбора контролируется энергозависимым процессом, который изменяет диаметр пор в ответ на сигналы.Внутри ядра ДНК и белки связываются, образуя сеть нитей, называемую хроматином. Хроматин становится жизненно важным во время клеточного деления, так как он становится плотно конденсированным, образуя палочковидные хромосомы с запутанной ДНК. Внутри ядра находится нитевидная область, называемая ядрышком . Это служит местом, где собираются РНК и белковые компоненты рибосом. Ядрышко не связано с мембраной, а скорее представляет собой область.

Рибосомы представляют собой участки, где белковые молекулы синтезируются из аминокислот.Они состоят из белков и РНК. Некоторые рибосомы связаны с гранулярным эндоплазматическим ретикулумом, тогда как другие свободно находятся в цитоплазме. Белки, синтезированные на рибосомах, связанных с гранулярным эндоплазматическим ретикулумом, переносятся из просвета (открытого пространства внутри эндоплазматического ретикулума) в аппарат Гольджи для секреции вне клетки или распределения в другие органеллы. Белки, которые синтезируются свободными рибосомами, высвобождаются в цитозоль.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) в совокупности представляет собой сеть мембран, окружающих единое непрерывное пространство.Как упоминалось ранее, гранулярный эндоплазматический ретикулум связан с рибосомами (придавая внешней поверхности шероховатый или зернистый вид). Иногда гранулярный эндоплазматический ретикулум называют шероховатым ЭР. Гранулированный ER участвует в упаковке белков для аппарата Гольджи. В агранулярном или гладком ЭР отсутствуют рибосомы, и он является местом синтеза липидов. Кроме того, агранулярный ЭР хранит и высвобождает ионы кальция Ca 2+ .

Аппарат Гольджи представляет собой мембранный мешок, служащий для модификации и сортировки белков в секреторные/транспортные везикулы.Затем везикулы доставляются к другим клеточным органеллам и плазматической мембране. Большинство клеток имеют по крайней мере один аппарат Гольджи, хотя некоторые могут иметь несколько. Аппарат обычно располагается вблизи ядра.

Эндосомы представляют собой связанные с мембраной трубчатые и везикулярные структуры, расположенные между плазматической мембраной и аппаратом Гольджи. Они служат для сортировки и направления движения везикул, отщипывая везикулы или сливаясь с ними.

Митохондрии являются одними из самых важных структур в организме человека.Они являются местом различных химических процессов, участвующих в синтезе энергетических пакетов, называемых АТФ (аденозинтрифосфат). Каждая митохондрия окружена двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя складчата в трубчатые структуры, называемые кристами. Митохондрии уникальны тем, что содержат небольшое количество ДНК, содержащей гены синтеза некоторых митохондриальных белков. ДНК наследуется исключительно от матери. Клетки с большей активностью имеют больше митохондрий, а менее активные менее нуждаются в митохондриях, вырабатывающих энергию.

Лизосомы связаны одной мембраной и содержат высококислотную жидкость. Жидкость действует как пищеварительные ферменты для разрушения бактерий и клеточного мусора. Они играют важную роль в клетках иммунной системы.

Пероксисомы также связаны одной мембраной. Они потребляют кислород и управляют реакциями, которые удаляют водород из различных молекул в форме перекиси водорода. Они важны для поддержания химического баланса внутри клетки.

Цитоскелет представляет собой нитевидную сеть белков, которые связаны с процессами, которые поддерживают и изменяют форму клетки и вызывают движения клеток. Цитоскелет также образует дорожки, по которым двигаются клеточные органеллы, приводимые в движение сократительными белками, прикрепленными к их различным поверхностям. Как небольшая дорожная инфраструктура внутри клетки. Три типа филаментов составляют цитоскелет.

Микрофиламенты являются самыми тонкими и наиболее распространенными белками цитоскелета.Они состоят из актина, сократительного белка, и могут быстро собираться и разбираться в соответствии с потребностями структуры клетки или органеллы.

Промежуточные филаменты немного больше в диаметре и чаще всего обнаруживаются в областях клеток, которые будут подвергаться стрессу. Десмосомы в коже будут содержать филаменты. После того, как эти нити собраны, их невозможно быстро разобрать.

Микротрубочки представляют собой полые трубки, состоящие из белка, называемого тубулином.Они самые толстые и самые жесткие из нитей. Микротрубочки присутствуют в аксонах и длинных дендритных проекциях нервных клеток. Они способны к быстрой сборке и разборке в соответствии с необходимостью. Микротрубочки структурированы вокруг области клетки, называемой центросомой, которая окружает две центриоли, состоящие из 9 наборов слитых микротрубочек. Они важны при делении клеток, когда центросома генерирует волокна микротрубочек веретена, необходимые для разделения хромосом.

Наконец, реснички представляют собой волосовидные подвижные отростки на поверхности некоторых эпителиальных клеток.Они имеют центральное ядро ​​из 9 наборов слитых микротрубочек. В ассоциации с сократительным белком эти микротрубочки вызывают движение ресничек. Ресничные движения продвигают просветное содержимое полых органов, выстланных реснитчатым эпителием.

 

Следующий

Обнаружена новая структура клеток человека — ScienceDaily

Исследователи из Каролинского института в Швеции в сотрудничестве с коллегами из Великобритании обнаружили новую структуру в клетках человека.Структура представляет собой новый тип белкового комплекса, который клетка использует для прикрепления к своему окружению и играет ключевую роль в клеточном делении. Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology .

Клетки в ткани окружены сетчатой ​​структурой, называемой внеклеточным матриксом. Чтобы прикрепиться к матрице, клетки имеют на своей поверхности рецепторные молекулы, которые контролируют сборку больших белковых комплексов внутри них.

Эти так называемые адгезивные комплексы соединяют внешнюю часть клетки с внутренней, а также сигнализируют клетке о ближайшем окружении, что влияет на ее свойства и поведение.

Исследователи из Каролинского института открыли новый тип адгезионного комплекса с уникальным молекулярным составом, отличающим его от уже известных. Открытие было сделано в сотрудничестве с исследователями из Великобритании.

«Невероятно удивительно, что в 2018 году осталось открыть новую клеточную структуру», — говорит главный исследователь Стаффан Стрёмблад, профессор кафедры биологических наук и питания Каролинского института. «Существование такого типа адгезионного комплекса полностью прошло мимо нас.»

Недавно обнаруженный адгезивный комплекс может дать ответы на вопрос, на который пока нет ответа — как клетка может оставаться прикрепленной к матриксу во время клеточного деления. Ранее известные комплексы адгезии растворяются во время процесса, что позволяет клетке делиться. Но не этот новый тип.

«Мы показали, что этот новый комплекс адгезии остается и прикрепляет клетку во время клеточного деления», — говорит профессор Стрёмблад.

Исследователи также показывают, что недавно открытые структуры контролируют способность дочерних клеток занимать нужное место после клеточного деления.Эта функция памяти была прервана, когда исследователи заблокировали комплекс адгезии.

Исследование проводилось на клеточных линиях человека в основном с использованием конфокальной микроскопии и масс-спектрометрии. В настоящее время необходимы дальнейшие исследования для изучения нового комплекса адгезии в живых организмах.

«Наши результаты поднимают много новых и важных вопросов о наличии и функциях этих структур», — говорит профессор Стрёмблад. «Мы считаем, что они также участвуют в других процессах, помимо клеточного деления, но это еще предстоит выяснить.»

Исследователи называют недавно обнаруженную клеточную структуру «сетчатыми спайками», чтобы отразить их сетчатую форму.

Источник истории:

Материалы предоставлены Каролинским институтом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Мы можем не знать половины того, что находится в наших клетках, как показывает новый метод ИИ метаболическое заболевание возникает, например, из-за того, что митохондрии не работают должным образом.Но чтобы понять, какие части клетки могут выйти из строя при заболевании, ученым сначала нужно иметь полный список частей.

Объединив микроскопию, методы биохимии и искусственный интеллект, исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего и их сотрудники сделали то, что, по их мнению, может оказаться значительным шагом вперед в понимании человеческих клеток.

Метод, известный как Multi-Scale Integrated Cell (MuSIC), описан 24 ноября 2021 г. в Природа .

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего представили многоуровневую интегрированную ячейку (MuSIC), метод, сочетающий микроскопию, биохимию и искусственный интеллект и позволяющий выявить ранее неизвестные клеточные компоненты, которые могут дать новые сведения о развитии и болезнях человека. (Концептуальное изображение художника. Предоставлено: Шарлотта Кертис)

«Если вы представляете себе клетку, вы, вероятно, рисуете красочную диаграмму в своем учебнике по клеточной биологии с митохондриями, эндоплазматическим ретикулумом и ядром. Но это вся история? Определенно нет», — сказал Трей Идекер, доктор медицинских наук, профессор Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего и Онкологического центра Мурса.«Ученые давно осознали, что мы не знаем больше, чем знаем, но теперь у нас, наконец, появился способ заглянуть глубже».

Идекер руководил исследованием вместе с Эммой Лундберг, доктором философии, из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, и Стэнфордского университета.

В пилотном исследовании MuSIC выявил около 70 компонентов, содержащихся в клеточной линии почек человека, половина из которых ранее никогда не встречалась. В одном примере исследователи обнаружили группу белков, образующих незнакомую структуру.Работая с коллегой из Калифорнийского университета в Сан-Диего Джином Йео, доктором философии, они в конечном итоге определили структуру как новый комплекс белков, который связывает РНК. Комплекс, вероятно, участвует в сплайсинге, важном клеточном событии, которое обеспечивает трансляцию генов в белки и помогает определить, какие гены активируются в какое время.

Слева: Классические диаграммы ячеек учебника подразумевают, что все части четко видны и определены. (Источник: OpenStax/Викимедиа). Справа: новая карта клеток, созданная с помощью технологии MuSIC, показывает множество новых компонентов.Золотые узлы представляют известные компоненты ячейки, фиолетовые узлы представляют новые компоненты. Размер узла отражает количество различных белков в этом компоненте. Нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенное изображение.

Внутренности клеток — и множество обнаруженных там белков — обычно изучаются с использованием одного из двух методов: визуализации под микроскопом или биофизической ассоциации. С помощью визуализации исследователи добавляют флуоресцентные метки различных цветов к интересующим белкам и отслеживают их движения и ассоциации в поле зрения микроскопа.Чтобы изучить биофизические ассоциации, исследователи могут использовать антитела, специфичные к белку, чтобы вытащить его из клетки и посмотреть, что еще к нему прикреплено.

Команда интересовалась картирование внутренней работы клеток в течение многих лет. Что отличает MuSIC, так это использование глубокого обучения для картирования клетки непосредственно из изображений клеточной микроскопии.

«Комбинация этих технологий уникальна и мощна, потому что впервые были объединены измерения в совершенно разных масштабах», — сказал первый автор исследования Юэ Цинь, аспирант биоинформатики и системной биологии в лаборатории Идекера.

Микроскопы позволяют ученым видеть на уровне одного микрона, размером с некоторые органеллы, такие как митохондрии. Более мелкие элементы, такие как отдельные белки и белковые комплексы, невозможно увидеть в микроскоп. Методы биохимии, которые начинаются с одного белка, позволяют ученым перейти к нанометровому масштабу. (Нанометр равен одной миллиардной части метра или 1/1000 микрона.)

«Но как преодолеть разрыв от нанометрового до микронного масштаба? Это долгое время было большим препятствием для биологических наук», — сказал Идекер, который также является основателем инициативы UC Cancer Cell Map и Центра вычислительной биологии и биоинформатики Калифорнийского университета в Сан-Диего.«Оказывается, вы можете сделать это с помощью искусственного интеллекта — просмотреть данные из нескольких источников и попросить систему собрать их в модель клетки».

Команда обучила платформу искусственного интеллекта MuSIC анализировать все данные и строить модель клетки. Система еще не сопоставляет содержимое ячеек с определенными местоположениями, как на диаграмме в учебнике, отчасти потому, что их местоположения не обязательно фиксированы. Вместо этого расположение компонентов является изменчивым и меняется в зависимости от типа клетки и ситуации.

Идекер отметил, что это было пилотное исследование для тестирования MuSIC. Они изучили только 661 белок и один тип клеток.

«Очевидно, что следующий шаг — пройти через всю человеческую клетку, — сказал Идекер, — а затем перейти к различным типам клеток, людям и видам. В конце концов, мы сможем лучше понять молекулярную основу многих заболеваний, сравнив различия между здоровыми и больными клетками».

Соавторы: Майя Л. Гостыла, Маркус Р. Келли, Стивен М.Блю, Фан Чжэн, Майкл Чен, Лия В. Шаффер, Кэтрин Ликон, Джон Дж. Ли, Софи Н. Лю, Эрика Силва, Джису Пак, Адриана Питеа, Джейсон Ф. Крайсберг, Калифорнийский университет в Сан-Диего; Эдвард Л. Хаттлин, Лаура Понтано Вайтес, Тянь Чжан, Стивен П. Гиги, Дж. Уэйд Харпер, Гарвардская медицинская школа; Каспер Ф. Винснес, Анна Бэкстрем, Вей Оуян, Королевский технологический институт KTH; Людивин Вашель, Дени Л. Ж. Лафонтен, Свободный университет Брюсселя; и Цзянжу Ма, Пекинский университет.

Финансирование этого исследования пришли, в частности, из Национального института здоровья (гранты U54CA209891, U01Mh215747, F99CA264422, P41GM103504, R01HG009979, U24HG006673, U41HG009889, R01HL137223, R01HG004659, R50CA243885), Google Ventures, Эрлинг-Persson Family Foundation, Кнут и Фонд Алисы Валленберг (грант 2016 г.0204), Шведский исследовательский совет (грант 2017-05327), Бельгийский фонд научных исследований, Свободный университет Брюсселя, Европейская совместная программа по редким заболеваниям, регион Валлонна, Internationale Brachet Stiftung и Epitran COST action (грант CA16120).

Раскрытие информации: Трей Идекер является соучредителем, членом Научного консультативного совета и имеет долю в Data4Cure, Inc. Идекер также является членом Научного консультативного совета, имеет долю в акционерном капитале и получает спонсируемое финансирование исследований от Ideaya BioSciences, Inc. .Джин Йео является соучредителем, членом совета директоров, научно-консультативного совета, акционером и платным консультантом Locanabio и Eclipse BioInnovations. Йео также является приглашенным профессором в Национальном университете Сингапура. Условия этих договоренностей были рассмотрены и одобрены Калифорнийским университетом в Сан-Диего в соответствии с его политикой в ​​отношении конфликта интересов. Эмма Лундберг входит в состав научных консультативных советов компаний Cartography Biosciences, Nautilus Biotechnology и Interline Therapeutics и имеет долевое участие в них.Дж. Уэйд Харпер является соучредителем Научно-консультативного совета и имеет долю в Caraway Therapeutics. Харпер также является научным консультантом-основателем Interline Therapeutics.

Структура клеток: визуализация клеток лука и человека – процедура | Lab Bio

  • В этом эксперименте вы подготовите различные типы клеток растений и животных, лука и человека соответственно, а затем визуализируете их под микроскопом. ГИПОТЕЗЫ: экспериментальная гипотеза состоит в том, что клетки будут отличаться по общей форме и структуре мембраны, но в обеих клетках будут общие сходные структуры, такие как ядра.Нулевая гипотеза эксперимента состоит в том, что между двумя типами клеток не будет различий в структуре.

  • Прежде всего, чтобы подготовить предметное стекло клеток животных, налейте в химический стакан 30 мл дистиллированной воды.

  • Затем с помощью стеклянной пипетки нанесите 2–3 капли воды на центр чистого предметного стекла микроскопа.

  • Затем возьмите чистую зубочистку и соскребите внутреннюю часть щеки, чтобы собрать клетки. ВНИМАНИЕ: Не царапайте щеки слишком агрессивно.Соскоб не должен вызывать дискомфорта или кровотечения.

  • Поместите конец зубочистки с щечными клетками на смоченный участок предметного стекла и смешайте воду и щечные клетки.

  • Затем добавьте две капли окрашивающего раствора метиленового синего на смоченную область предметного стекла и перемешайте чистой зубочисткой.

  • Оставьте смесь при комнатной температуре на 3 минуты.

  • Через 3 минуты с помощью стеклянной пипетки добавьте в смесь каплю глицерина.

  • Осторожно поместите покровное стекло поверх смеси на предметном стекле, сначала поставив один конец покровного стекла вертикально и совместив его с одной стороной смеси. Затем осторожно опустите другой конец покровного стекла вниз, пока смесь не будет полностью покрыта.

  • Наконец, удалите всю лишнюю жидкость промокательной бумагой.

  • Затем приготовьте предметное стекло клеток растений, поместив пять капель дистиллированной воды в чистое часовое стекло.

  • Затем щипцами возьмите тонкую полоску лука и положите ее в воду.

  • Нанесите 5 капель раствора сафранина на другое часовое стекло.

  • Теперь с помощью щипцов перенесите кусочек лука из дистиллированной воды в сафранин.

  • Замочите лук на 30 секунд.

  • Затем снова пинцетом переместите лук обратно в дистиллированную воду.

  • Теперь поместите 3 капли глицерина в центр предметного стекла микроскопа.

  • Снова используя пинцет, перенесите луковицу в глицерин на предметном стекле.

  • Аккуратно поместите покровное стекло поверх луковицы на предметном стекле и промокните излишки жидкости промокательной бумагой.

  • Затем вы визуализируете подготовленные препараты с помощью сложного микроскопа. Сначала включите прицел и установите объектив на самый низкий уровень увеличения. ПРИМЕЧАНИЕ. Составной микроскоп обычно имеет два уровня увеличения.

  • Поместите предметное стекло щечной ткани на предметный столик микроскопа и сфокусируйте клетки, регулируя предметный столик и используя ручку грубой регулировки.

  • Когда ячейки находятся в фокусе, наблюдайте за отдельными ячейками и рисуйте то, что видите. Повторите эти наблюдения при среднем и большом увеличении, регулируя фокус с помощью ручки точной настройки. ВАЖНО: НЕ используйте ручку грубой настройки при большом увеличении.

  • Затем поверните носовую часть так, чтобы масляная линза оказалась почти на месте.

  • Нанесите каплю иммерсионного масла на покровное стекло щечного предметного стекла.

  • Используйте масляную линзу, чтобы увидеть клетки щеки и записать свои наблюдения.

  • Повторите эти шаги, чтобы просмотреть растительную клетку лука, снова перемещаясь от низких к средним, высоким и масляным линзам (шаги 20–24).

  • Запишите все свои наблюдения и отметьте различия, которые вы видите между животными и растительными клетками.

  • Когда вы закончите, поместите предметное стекло и зубочистки в разбавленный раствор хлорной извести.Выбрасывайте покровные стекла в контейнер для стеклянных отходов.

  • Наконец, выключите микроскоп и протрите линзы бумагой для чистки линз.

  • Структура клетки: Визуализация клеток лука и человека — Концепция | Лаборатория Био

    Фон

    Клетки представляют собой самые основные биологические единицы всех организмов, будь то простые одноклеточные организмы, такие как бактерии, или большие многоклеточные организмы, такие как слоны и гигантские секвойи. В середине 19 -го века была предложена клеточная теория для определения клетки, в которой говорится:

    • Каждый живой организм состоит из одной или нескольких клеток.
    • Клетки являются функциональными единицами всех организмов.
    • Все клетки возникают из ранее существовавших клеток.

    Все клетки имеют общие черты, такие как плазматическая мембрана, цитоплазма, ДНК и рибосомы. Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, который окружает клетку. Этот тонкий и жидкий слой вокруг клеток служит для изоляции содержимого клетки от окружающей среды и регулирует обмен веществ с окружающей средой, а также облегчает взаимодействие с другими клетками.Внутри плазматической мембраны клетка заполнена гелеобразной жидкостью, называемой цитоплазмой, которая содержит органические молекулы, соли и другие материалы, жизненно важные для функций клетки. Поэтому внутри цитоплазмы происходят поддерживающие жизнь биохимические реакции, известные как метаболические процессы. Типы метаболических процессов, которые может выполнять клетка, зависят от ее генетической информации. Все клетки используют ДНК в качестве генетического материала, который является наследственным чертежом для построения клеточных структур и продуктов.Наконец, все клетки используют рибосомы для синтеза своих белковых продуктов.

    Существует два типа клеток в зависимости от расположения их генетического материала: прокариотические, что означает «до ядра», и эукариотические, что означает «истинное ядро». Следовательно, в то время как оба типа организмов имеют ДНК, прокариоты, такие как бактерии, имеют нуклеоиды или «ядроподобные» компоненты вместо ядра, тогда как у эукариот есть настоящие мембраносвязанные ядра, содержащие их ДНК. Более того, прокариоты относительно малы, около 0.1–5,0 микрометров (мкм) по сравнению с эукариотами, которые обычно могут иметь размер от 10 до 100 мкм. Небольшие размеры прокариот позволяют быстро и без усилий распределять материалы внутри клетки и осуществлять метаболические процессы, а также быстро удалять отходы или другие продукты из клетки. Следовательно, эукариотические клетки обладают специализированными структурами, известными как органеллы, такими как митохондрии или аппарат Гольджи, обеспечивающими выполнение жизненно важных функций.

    Эукариотическая клетка

    Эукариотическая клетка является общим производным признаком всех эукариот, что означает, что она имеет единое происхождение, которое с тех пор было унаследовано всеми эукариотами.Самые ранние эукариотические клетки обнаружены в окаменелостях около 2,4 миллиарда лет назад, и их можно узнать, потому что они крупнее прокариотических клеток 1 . Происхождение этого типа клеток произошло в результате эндосимбиотического события, когда одна амебоподобная клетка поглотила микрококковые бактерии и образовала стабильное сосуществование 2 . Поглощенные бактерии превратились в первые производящие энергию органеллы, митохондрии, которые являются органеллами аэробного метаболизма в клетке. Митохондрии имеют свой отдельный геном и по размеру схожи с прокариотами.Они содержат два слоя мембран, которые заключают в себе два отдельных отсека. Некоторые реакции, которые разрушают высокоэнергетические биомолекулы, происходят во внутреннем компартменте, тогда как во внешнем компартменте проходят реакции, которые захватывают энергию, высвобождаемую из этих соединений, в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которые используются в качестве энергетической валюты клетки.

    Ядра и митохондрии — не единственные общие структуры эукариотических клеток. Другими вездесущими эукариотическими органеллами являются гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум (ЭР), аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли.Эндоплазматический ретикулум просто означает «сеть внутри плазмы», и, как следует из его названия, это большая сеть мембран внутри клетки, особенно вокруг ядра. Части шероховатого ЭР отходят от ядерной мембраны и отличаются от гладкого ЭР своим шероховатым внешним видом из-за многочисленных рибосом на их поверхности. Шероховатый ЭР является местом синтеза белков, таких как белки, встроенные в плазматическую мембрану, или белки, секретируемые клеткой. Напротив, Smooth ER производит продукты на основе липидов, но также содержит ферменты для детоксикации вредных химических веществ.Следовательно, клетки печени содержат обильные гладкие ER. Кроме того, мышечные клетки содержат значительное количество гладкого ER из-за функции накопления кальция этой органеллой, которая необходима для сокращения мышц. Аппарат Гольджи сортирует, модифицирует и упаковывает клеточные продукты внутри пузырьков, которые сливаются с плазматической мембраной для высвобождения продуктов. Некоторые из белков, которые продуцируются в шероховатой ЭР, представляют собой внутриклеточные пищеварительные ферменты. Эти ферменты упакованы в аппарате Гольджи в специальные пузырьки, называемые лизосомами.Основная функция лизосом заключается в переваривании частиц пищи, поглощенных клеткой, а также старых частей клеток. Вакуоли представляют собой мешочки клеточной мембраны, которые служат единицами хранения внутри клетки. Они могут служить для хранения воды для регулирования содержания воды в клетке, а также для хранения продуктов метаболизма или даже ядовитых молекул, в зависимости от типа клетки и организма.

    Специфические органеллы Королевства

    Эукариотические клетки также развили отдельные органеллы, специфичные для каждого царства.Например, царство Plantae и Animalia являются эукариотическими, однако органеллы растительных и животных клеток различаются ключевыми способами, которые позволяют им вести свою жизнь как производители и потребители соответственно. Наземные растения должны быть высокими и иметь жесткие стебли, чтобы удерживать листья, которые они используют для фотосинтеза. Они также должны быть в состоянии удерживать воду, поглощенную корнями. Их клетки отражают эти специфические потребности. В отличие от клеток животных, клетки растений имеют хлоропласты, которые используются для фотосинтеза и часто содержат зеленый пигмент хлорофилл.Кроме того, они окружены клеточными стенками, которые представляют собой жесткие внешние слои из целлюлозы, поддерживающие рост и удерживающие воду. Поскольку им необходимо запасать большое количество воды для поддержания давления воды в клетке, у них более крупные вакуоли, чем у клеток животных. Кроме того, растительные клетки также имеют другой тип специализированных запасающих органелл, называемых пластидами, которые содержат пигменты, а также продукты фотосинтеза, такие как крахмал. Эти различия заметны и отличают клетки растений от клеток животных: клетки растений обычно имеют правильную прямоугольную форму из-за их жестких клеточных стенок, тогда как клетки животных имеют округлую форму и более неправильную форму.

    Микроскопия

    Некоторые клетки, такие как ооциты лягушки, достаточно велики, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, однако большинство клеток невозможно увидеть без какой-либо визуальной помощи. Поэтому ученые используют методы микроскопии для изучения клеточных структур и различения типов клеток друг от друга. В то время как микроскопы способны увеличивать объекты, которые трудно или невозможно увидеть человеческим глазом, большинство тканей естественно лишены пигментации. Поэтому были созданы растворы, способные избирательно окрашивать клетки на основе их молекулярного состава.Это позволяет исследователям различать органеллы в клетке, типы тканей в стебле растения и жировые слои у животных, и это лишь несколько примеров. Краситель метиленовый синий окрашивает нуклеиновые кислоты мертвых клеток, связываясь с отрицательно заряженной ДНК. Раствор сафранина — еще один биологический краситель, окрашивающий ядра клеток в красный цвет. Клетки должны находиться в окрашивающих растворах только в течение короткого периода времени, и их можно монтировать сразу после этапа окрашивания. Наиболее распространенными методами монтажа являются мокрое крепление и погружение в масло.Влажный препарат создается путем сбора образца и помещения его на предметное стекло с жидкостью между предметным стеклом и покровным стеклом. Образцы клеток суспендируют в таких жидкостях, как вода или глицерин. Глицерин лучше использовать с живыми культурами, так как он препятствует размножению бактерий 3 . Поверх покровного стекла можно нанести иммерсионное масло, чтобы улучшить просмотр образца при большом увеличении. Это достигается за счет того, что масло имеет тот же показатель преломления, что и стекло, а это означает, что оно пропускает свет так же, как и стекло.Поверхность раздела стекло-воздух рассеивает свет больше, чем масло или стекло, поэтому четкость изображения снижается, когда образцы монтируются «всухую» или без масла. Как только клетки окрашены и смонтированы, они готовы к изучению под микроскопом.

    Существуют различные методы микроскопии, от технологии электронного сканирования, которая позволила исследователям рассматривать объекты на атомном уровне, до флуоресцентной визуализации живых клеток, которая позволяет в режиме реального времени отслеживать движение молекул внутри отдельных клеток 4 .Микроскопия светлого поля — это простейший метод микроскопии, требующий только галогенного источника света, конденсорной линзы для фокусировки света, окулярной линзы для просмотра изображения и объектива для увеличения изображения. При работе с любым методом микроскопии важно понимать составные части микроскопа, прежде чем использовать его. Как правило, составные микроскопы, используемые для получения изображений в светлом поле, имеют окуляр в верхней части прицела, который прикреплен к головке и объективам. Окуляр имеет увеличение 10Х, а объективы настроены на конкретное увеличение в диапазоне 4Х-100Х.Стандартный микроскоп имеет от трех до пяти объективов. Объективы направлены вниз к предметному столику, на который помещается образец для просмотра. Сцена часто имеет механические части и зажимы для сцены, чтобы удерживать слайд и перемещать его во время просмотра. Апертура — это отверстие в предметном столике, через которое проходит свет. Этот свет управляется регулируемой конденсорной линзой над осветителем или источником света. Для управления увеличением предметного столика для рассматриваемого объекта в микроскопах предусмотрены ручки грубой и точной настройки фокуса.Ручка грубой фокусировки перемещается в большем масштабе, чем ручка точной фокусировки, но они находятся на одной оси. Точная фокусировка полезна, когда объект на сцене приближается к объективам. Важно не допускать, чтобы линза объектива касалась предмета на предметном столике, так как это может поцарапать линзу. Объекты всегда следует сначала рассматривать на объективе с наименьшим увеличением и четко сфокусировать перед переключением на объективы с большим увеличением.

    Микроскопия является важным инструментом для многих аспектов медицины, включая исследования, диагностику и лечение.Это применение нанотехнологий в медицине в качестве нового метода лечения вместо более инвазивной хирургии 5 . Хирурги также используют микроскопы, некоторые из которых были модифицированы для крепления на голове хирурга и управляются ножными педалями. Они имеют гораздо меньшее увеличение, чем даже световые микроскопы, используемые сегодня, но они облегчают безопасное выполнение деликатных процедур, таких как оптическая и нейрохирургия.

    Ссылки
    1. Бенгтсон С., Расмуссен Б., Иварссон М., Мюлинг Дж., Броман С., Мароне Ф., Стампанони М., Беккер А. Грибоподобные мицелиальные окаменелости в пузырчатом базальте возрастом 2,4 миллиарда лет. Экология природы и эволюция. 2017, Том. 1, Артикул: 0141.
    2. Веллаи Т., Вида Г. Происхождение эукариот: разница между прокариотическими и эукариотическими клетками. Проц. Р. Соц. Лонд. Б. 1999, Том. 266, 1571-1577.
    3. Gouet V, Roger G, Fonty C, Andre P. Влияние глицерина на рост, адгезию и целлюлозолитическую активность рубцовых целлюлозолитических бактерий и анаэробных грибов. Текущая микробиология. 24, 1992, Том. 4, 197-201.
    4. Cognet L, Leduc C, Lounis B. Достижения в отслеживании отдельных частиц живых клеток и динамической визуализации сверхвысокого разрешения. Curr Opin Chem Biol. 2014, июнь; 20:78-85.
    5. Асиянбола Б., Собойеджо В. Для хирурга: введение в нанотехнологии. J Surg Educ. 2008, Том. 65, 2 (155-61).

    Медибизнес ТВ | Статьи

    Клетка – это мельчайшая единица живого организма, которую нельзя увидеть невооруженным глазом.Каждая клетка содержит внутри множество более мелких частей со своей собственной функцией. Клетки человека различаются по функциям и размерам. Самыми большими из всех клеток являются яйцеклетки.
    Камера похожа на фабрику. Он построен в соответствии с тем, как он работает. Каждая клетка содержит внутри множество более мелких отсеков, выполняющих свои функции в координации друг с другом.
    Клетка состоит из внешней клеточной мембраны . Клеточная мембрана сортирует и организует содержимое клетки в отсеки, называемые органеллами. Это помогает органеллам функционировать более эффективно и узкоспециализированным образом.
    Клеточная мембрана регулирует транспортировку молекул внутрь и наружу клеток. Клеточная мембрана часто называется плазматической мембраной , потому что она является границей цитоплазмы.
    Он состоит из двойного липидного слоя с белковыми молекулами, встроенными в клеточную мембрану.
    Ядро является очень важным компонентом, который контролирует всю деятельность клетки. В нем хранится ДНК, руководство по эксплуатации клеточной функции. ДНК
    окружена двойной мембранной ядерной мембраной.Любая молекула, которой необходимо попасть в ядро ​​или выйти из него, пройдет через поры.
    В центре ядра находится ядрышко, отвечающее за создание рибосомных защит и рРНК.
    Рибосомы в основном готовят белки. Они прикреплены к шероховатой эндоплазматической сети (ER), а также плавают внутри цитоплазмы. Эта органелла не имеет мембраны.
    Транспортные белки эндоплазматического ретикулума (ЭР), которые строятся рибосомами и далее переносятся в аппарат Гольджи.Существует 2 типа ER: грубый ER и гладкий ER. ER Грубый ER и гладкий ER связаны друг с другом. Белки
    Грубый ЭР содержит рибосомы на поверхности. Здесь белки, произведенные рибосомами, модифицируются и транспортируются.
    Smooth ER имеет мало рибосом на поверхности или совсем не содержит их. Smooth ER отвечает за создание новых мембран для клетки или нейтрализацию токсинов.
    Аппарат Гольджи представляет собой органеллу, которая модифицирует, сортирует, упаковывает и распределяет белки, поступающие из ЭПР.Аппарат Гольджи также подготавливает материалы, которые выводятся за пределы клетки. Пакеты, подготовленные аппаратом Гоги, называются везикулами.
    Везикулы представляют собой мембранные упаковки ферментов или белков. Наиболее важными везикулами являются пероксисомы и лизосомы
    Пероксисомы представляют собой наполненные каталитическими ферментами мембранные пакеты, которые могут нейтрализовать токсины
    Лизосомы представляют собой заполненные пищеварительными ферментами мембранные пакеты, способные переваривать пищу, вирусы, бактерии и т. д.
    Короче говоря, вся клетка регулируется ядром. Внутри ядра содержится ДНК внутри. ДНК может посылать массаж из ядра через ядерные поры в цитоплазму. Здесь массаж находит рибосомы для создания белка и встраивания этого белка в шероховатый ЭПС. Грубый ЭПР посылает белки в новые везикулы, и эти заполненные белком везикулы поглощаются аппаратом Гольджи. Аппарат Гольджи модифицирует, сортирует, упаковывает эти белки и строит другие везикулы. В зависимости от функции белков он будет производить либо лизосомы, вакуоли, пероксисомы, либо белки, транспортируемые за пределы клетки.
    Митохондрии — еще одна чрезвычайно важная органелла внутри клетки. Эта доза не играет никакой роли в производстве белка. Он отвечает за производство энергии, обмен веществ и клеточное дыхание, поэтому его называют электростанцией. Митохондрии имеют свою собственную ДНК и собственный набор рибосом. Так что можно сказать, что это клетка внутри клетки.
    Структура клетки также содержит цитоскелет, который действует как вспомогательный материал внутри клетки. Он поддерживает форму клетки и сохраняет органеллы нетронутыми.Существует два типа цитоскелета: микрофиламенты и микротрубочки.
    Микрофиламенты отвечают за момент клетки, как в мышечной клетке, Актин.

    0 comments on “Клеточное строение человека: Строение клетки человека и ее функции в организме

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.