ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Клеточное строение организмов из "Генетика Изд.3" Развитие учения о клетке. Все населяющие Землю живые организмы состоят из клеток одноклеточные из одной клетки, многоклеточные— из многих клеток, число которых может достигать нескольких миллионов и даже миллиардов. Из клеток построены все ткани и органы растений и животных. С клетками связаны важнейшие проявления жизнедеятельности организмов рост и размножение, поглощение и выделение различных веществ, дыхание и раздражимость. Растительные клетки зеленого листа поглощают из воздуха в процессе фотосинтеза углекислый газ и превращают световую энергию в энергию химических связей синтезированных органических веществ. [c.15] Клетке присущи все свойства л ивой материи. Поэтому ее можно назвать основной единицей структуры и функций живого, простейшей ячейкой жизни. Клетка имеет сложную биохимическую и структурную организацию, способна к самоудвоенню и непрерывной самоустановке на наиболее выгодный режим работы в зависимости от меняющихся условий внешней среды. [c.15] Наука о клетке называется цитологией (от греч. ytos —клетка и logos — наука). Цитология относится к числу биологических наук, она изучает структуру (строение) и функции (жизнедеятельность) клетки. [c.15] Открытие клеточного строения организмов указывало на единство происхождения жизни на Земле. [c.16] За 130-летний период развития цитология, используя световой микроскоп, установила основные составные части клетки и выяснила их значение. С помощью световой микроскопии в цитологии были сделаны важнейшие открытия. Однако на протяжении длительного периода она оставалась преимущественно наукой описательной. Качественно новый этап в изучении взаимосвязи строения и жизнедеятельности клеточных структур наступил в последние годы в связи с развитием молекулярной биологии. [c.16] Молекулярная биология — наука, возникшая на стыке биологии и химии. Она изучает основные проявления жизни (обмен веществ, наследственность, раздражимость) на уровне строения и взаимодействия молекул, слагающих все частицы клетки. На основе последних достижений физики, химии, математики и других точных наук молекулярная биология использует новейшие методы исследований. К ним прежде всего относятся электронная микроскопия центрифугирование, рентгеноструктурный анализ, метод авторадиографии и др. [c.16] Микроскоп, с помощью которого Р. Гук впервые увидел к.петку, давал увеличение примерно в 100—150 раз. Самый совершенный современный световой микроскоп увеличивает рассматриваемые микрообъекты примерно в 1800 раз. Наибольшее теоретически воз мол ное увеличение, которого можно достичь в таком микроско пе, — 2500—3000 раз. Это очень большое увеличение, но для изуче ния мельчайших структур клетки оно оказалось недостаточным Разрешающая способность такого микроскопа, т. е. возможностг видеть две рядом расположенные точки рассматриваемого пред мета, оказывается для этих целей недостаточной. Предел увеличе ния здесь ставит не несовершенство оптической системы, а сама волновая природа света. Любое изучение, в том числе и свет, не может давать изображение предмета, если его размеры меньше, чем длина волны этого излучения. Неоднородности рассматриваемого предмета как бы перестают замечаться. Длина волны видимого света около 0,0005 мм, или 0,5 мкм. Это и есть предел возможности оптического микроскопа, его разрешающая способность. Большие возможности для совершенствования световой микроскопии открывает использование телевизионной и лазерной техники. [c.16] Световой луч, идущий через оптическую систему обычного микроскопа, в электронном микроскопе заменяется потоком летящих с большой скоростью электронов. Электромагнитные поля, обладая вращательной симметрией, выполняют здесь роль своеобразных лииз. Попадая на специальный экран, они дают свечение, которое-можно наблюдать, как на экране телевизора, и фотографировать, его. [c.17] Лучшие современные электронные микроскопы имеют разрешающую способность до 0,0002 мкм. Обычно в электронном микроскопе получаются снимки с увеличением в 100 000 раз. Затем путем фотографирования достигают увеличения их в 1 000 000 раз более. [c.17] С помощью электронного микроскопа удалось выявить и изучить недоступные световой микроскопии рибосомы, лизосомы . ядерную мембрану с порами, наружные и внутренние мембраньЕ митохондрий, структуры комплекса Гольджи и другие ультраструК -турные образования клетки. [c.17] Цитохимические и цитоспектрофотометриче-скне методы исследований. Для определения местонахождения и количества различных содержащихся в клетке химических веществ применяют метод цитофотометрии. Цитофотометрия проводится в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Под действием ультрафиолетовых лучей клеточные структуры, окрашенные специальными красителями — флуорохромами, начинают ярко светиться различными цветами на фоне несветящихся частей препарата. [c.17] Скоростное центрифугирование. Для выделения и изучения частиц, входящих в состав цитоплазмы, применяют метод скоростного центрифугирования. Он основан на различной скорости осаждения частиц из раствора при сильном его вращении. Измельченные клетки в растворе сахарозы при температуре 0°С помещают в скоростные центрифуги, в которых достигается очень большая скорость вращения — до 40 тыс. и более оборотов в минуту. При небольших скоростях центрифугирования осаждаются, так самые тяжелые, клеточные ядра при увеличении скорости отделяются митохондрии — частицы, которые едва заметны в световом микроскопе при еще больших скоростях осаждаются частицы, невидимые в обычных микроскопах,— рибосомы и полисомы при самых больших скоростях выделяются содержащиеся в цитоплазме белки и остается однородная вязкая жидкость — гиалоплазма. [c.18] Сверхскоростные центрифуги (ультрацентрифуги) дают возможность дал е выделять из митохондрий частицы переноса электронов, а из хлоронластов — так называемые квантосомы — частицы, поглощающие кванты света и превращающие его энергию в энергию химических связей. [c.18] Метод рентгеноструктурного анализа основан на использовании явления дифракции (огибания) лучей Рентгена при прохождении их через изучаемый объект. В зависимости от того, как располол ены молекулы и атомы в пространственной решетке исследуемого вещества, на фотопластинке образуются концентрические круги и дуги. Они имеют разную ширину и различное удаление друг от друга. По этим показателям с помощью электронно-вычислительной машины проводят вычисления, на основе которых устанавливают молекулярную структуру входящих в клетку веществ, размеры и пространственное располол ение молекул и атомов. Метод рентгеноструктурного анализа был использован для составления схемы строения молекулы ДНК. [c.18] Новые методы физико-химических исследований сыграли большую роль в изучении клетки, существенно расширив наши представления о строении и функциях ее мельчайших структурных элементов. [c.19] Форма растительных и животных клеток отличается большим разнообразием. Она определяется в основном их функциями и местоположением в организме. Свободные клетки в большинстве случаев имеют шаровидную или овальную форму, например яйцеклетки. Клетки, входящие в состав различных тканей и органов растений, обычно значительно различаются по ширине и длине, часта вытянуты и имеют заостренные концы. Есть клетки, не имеющие постоянной формы, она меняется в зависимости от выполняемых в то или иное время функций. Примерами таких клеток могут служить одноклеточные организмы — амебы, а также клетки крови — лейкоциты. [c.19] Размеры клеток так же разнообразны, как и их формы. Диаметр их колеблется от нескольких микрометров до нескольких сантиметров. Например, диаметр куриного яйца достигает 6 см, яйца страуса — 20—30 см. Длина нервной клетки, находящейся в спиниом мозге человека, вместе с отростком, оканчивающимся в пальце руки, составляет 120—150 см. Длина клеток покрытосеменных растений колеблется от 100 до 1000 мкм. Паренхимные клетки плодов и клубней растении могут достигать 1 мм и более. Наибольшие размеры имеют клетки лубяных волокон. У льна и конопли длина волокна составляет 20—40 мм, а у хлопчатника — до 65 мм. Чаще всего клетки микроскопически мелкие, с диаметром 20—50 мкм, и видеть их можно только под микроскопом. [c.19] Общая численность клеток в организме растения или животного выражается огромными цифрами. Например, только в коре больших полушарий мозга человека содержится 14—15 миллиардов клеток, общее число клеток у человека превышает 200 миллиардов. [c.19] Вернуться к основной статье