Реферати » Реферати з біології » Вчення про клітині

Вчення про клітині

ВЧЕННЯ Про КЛЕТКЕ

Глава1. ВИВЧЕННЯ КЛІТИНИ. КЛІТИННА ТЕОРІЯ

Клітина - основна структурна і функціональна одиниця організму.
Довгий час біологія вивчала властивості тварин і рослин основі їх макроскопічного будови (видимого неозброєним оком). Глибше в будову і функції організмів вона проникла після відкриття їх клітинної будови та вивчення клітини як основною структурною і функціональною одиниці.
Розміри клітин зазвичай порядку декількох мікрометрів 1 мкм - 0,001 мм); найдрібніші-від 0,5 до 1,2 мкм, що робить недоступними для вивчення неозброєним оком. Відкриття дослідження клітини тісно пов'язане з винаходом і удосконаленням мікроскопа.
У 1665 р. англійський натураліст Роберт Гук за допомогою мікроскопа вперше встановив «клітинну будову» на випадково обраному для спостереження рослинному об'єкті - мертвої Щі, пробці. Він ввів поняття «клітка» для позначення спостереження в пробці порожніх клітинок, тому властивості живої матерії Гук помилково пов'язував з клітинною стінкою.
В останній третині XVII в. в роботах голландського вченого А.. Левенгука були описані видатні відкриття, зокрема клітинну будову тварин, але тільки в 30-ті роки минулого століття було встановлено, що клітини не порожнисті бульбашки, а заповнені напіврідким вмістом - «протоплазми» . У 1831 р. Р.
Броун вперше описав ядро.

У 1838 р. німецький ботанік М. Шлейден прийшов до висновку, що ядро ??є обов'язковим компонентом всіх рослинних клітин. Його співвітчизник зоолог Т. Шванн, зіставивши клітини тварин і рослинних організмів, зробив висновок, що всі вони подібні. Це дало підставу М.
Шлейденом і Т. Шванну сформулювати основне положення клітинної теорії: всі рослинні і тваринні організми складаються з клітин, подібних за будовою.

У 1858 р. німецький вчений Р. Вірхов вніс до клітинну теорію важливе доповнення. Він довів, що число клітин в організмі збільшується в результаті їх поділу, так як клітина відбувається тільки від клітини.

Відкриття клітинної будови у живих організмів Ф. Енгельс відніс до числа трьох найважливіших відкриттів XIX століття в галузі природознавства разом з законом збереження енергії і еволюційним вченням Ч. Дарвіна. Хоча клітинна теорія не відразу отримала загальне визнання, проте вона стала потужним стимулом інтенсивного вивчення клітини. З'явилися нові чудові відкриття. У 1877-1881 рр.. Е. Русичів та І. Горожанкін вперше спостерігали і описали цитоплазматичні з'єднання між рослинними клітинами - плазмодесми. Пізніше їх формування і структуру вивчали німецькі ботаніки Е. Страсбургер і Ю. Сакс. Таким чином були доведені взаємозв'язок клітин в тканинах і органах і, отже, матеріальна основа цілісності організму.

Ціла епоха в розвитку наших знань про внутрішньоклітинної структурі і фізіології клітини пов'язана з відкриттям і вивченням ділення ядер - каріокінез - і ділення клітин - цітокінеза (роботи П. Чистякова, Е.
Страсбургер, Л. Гиньяр та ін.)

Розвиток наших знань про клітинному будову грунтувалося на даних світлового микроскопирования. Але роздільна здатність світлового мікроскопа обмежена. За допомогою світлового мікроскопа не можна розглядати ультраструктури клітини, вимірювані нанометрами (1 нм - 0,001 мкм). З відкриттям ж електронного мікроскопа, який дозволяє збільшувати тонкі структури клітини в 100 000 разів і більше, можливості вивчення клітини різко зросли.

Сучасні методи дослідження дозволяють враховувати взаємозв'язок структури і функції, тобто вивчати клітини в єдності з фізіологією. Так, один з біохімічних методів - хроматографія - дозволяє встановити не тільки якісні, а й кількісні співвідношення внутрішньоклітинних компонентів; метод фракційного центрифугування - вивчити окремі компоненти клітини
- ядро, пластиди, мітохондрії, рибосоми та ін

Сучасна клітинна теорія включає такі положення: клітина - основна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого; клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності і обміну речовин; розмножуються клітини шляхом ділення, кожна нова клітина утворюється внаслідок розподілу вихідної (материнської) клітини; в багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані по виконуваної ними функції і утворюють тканини; з тканин складаються органи.
Значення клітинної теорії полягає в тому, що вона доводить єдність походження всіх живих організмів на Землі.

Глава 2. ХІМІЧНИЙ СКЛАД КЛІТИНИ

Подібність хімічного складу клітин всіх організмів є доказом єдності живої природи. Разом з тим немає жодного хімічного елемента, що міститься в живих організмах, який не був би знайдений в тілах неживої природи. Це підтверджує думку про єдність матерії.

Елементи, що входять до складу клітини,%
| |
| Кисень - | Магній - 0,02-0,03 | Цинк - |
| 65-75 | | 0,0003 |
| Вуглець - 15-18 | Натрій - 0,02-0,03 | Мідь - |
| | | 0,0002 |
| Водень - 8-10 | Кальцій - 0,04-2,00 | Йод - 0,0001 |
| | | |
| Азот-1,5-3,0 | Залізо - 0,01-0,015 | Фтор - |
| | | 0,0001 |
| | Калій-0 ,15-0, 40 | |
| | Сірка - 0,15-0 , 20 | |
| | Фосфор - 0,20-1,00 | |
| | Хлор - 0,05-0,10 | |

У наведеному переліку кисень, вуглець, водень і азот - група елементів, якими живі істоти найбагатше. Друга група об'єднує 8 елементів, представлених десятими і сотими частками відсотка. Їх загальна маса
- близько 1,9%. У третю групу входять такі елементи, яких у живій клітині дуже мало, - мікроелементи, але і вони абсолютно необхідні для її нормального функціонування. У живих організмах всі ці елементи входять до складу неорганічних і органічних сполук, які і утворюють живу матерію. В основному клітини живих істот побудовані з органічних речовин.

До складу клітин входять і неорганічні сполуки. За винятком води, вони становлять незначну частку в порівнянні, з вмістом органічних речовин.

У той час як неорганічні сполуки існують і в неживій природі, органічні сполуки характерні тільки для живих організмів. У цьому істотна відмінність між живою і неживою природою.

Співвідношення в клітці води, органічних і неорганічних речовин,%
| Вода ... 70-85 | | 1-2 |
| Білки ... 10-20 | АТФ та інші | 0,1-0,5 |
| | НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНОГО | |
| | Ті органічні | |
| | речовини | |
| Жири ... 1-5 | Неорганічні | 1-1,5 |
| | речовини (крім | |
| | води) | |
| Вуглеводи ... 0,2 - | | |
| 2,0 | | |

Неорганічні речовини. Велике значення в життєдіяльності клітини має вода. Перш за все вона є розчинником, а всі обмінні процеси можуть протікати лише у розчинах. Вода відіграє важливу роль у багатьох реакціях, що відбуваються в організмі, наприклад в реакціях гідролізу, при яких високомолекулярні органічні речовини (білки, жири, вуглеводи) розщеплюються завдяки приєднанню до них води. За допомогою води забезпечується перенесення необхідних речовин від однієї частини організму до іншої. Чим вище біохімічна активність клітини або тканини, тим вищий вміст в них води. Велика її роль і в теплорегуляції клітини і організму в цілому. Інші неорганічні речовини - солі - знаходяться в організмах у вигляді аніонів і катіонів в розчинах і у вигляді сполук з органічними речовинами. Важливе функціональне значення для нормальної життєдіяльності клітини мають катіони К +, Na +, Ca2 +, Ms2 + і аніони НР042-, H2PO4-, НСОз-, СI-
.

У з'єднанні з органічними речовинами особливе значення мають сірка, що входить до складу багатьох білків, фосфор як обов'язковий компонент нуклеотидів ДНК і РНК, залізо, що перебуває у складі білка крові гемоглобіну, і магній, що міститься в молекулі хлорофілу. Крім того, фосфор у формі нерозчинного фосфорнокислого кальцію становить основу кісткового скелета хребетних і раковин молюсків.

Органічні речовини. У складі клітини вони представлені білками, вуглеводами, жирами, нуклеїновими кислотами (ДНК і РНК) і аденозинтрифосфатом (АТФ).

Білки. Це основна складова частина будь живої клітини. На їх частку припадає 50-80% сухої маси клітини. Хімічний склад білків надзвичайно різноманітний, і в той же час всі вони побудовані за одним принципом.
Білок-це полімер, молекула якого складається з багатьох мономерів - молекул амінокислот. Усього відомо-20 різних амінокислот, що входять до складу білків. Кожна з них має карбоксильну групу (СООН), аміногрупу (NH2) і радикал, яким одна амінокислота відрізняється від іншої. У молекулі білка амінокислоти хімічно з'єднані міцної пептидного зв'язком (-CO-NH-), в якій вуглець карбоксильної групи однієї амінокислоти з'єднується з азотом аміногрупи подальшої амінокислоти. При цьому виділяється молекула води. З'єднання, що складається з двох або більшої кількості амінокислотних залишків, називається поліпептидом.
Послідовність амінокислот у поліпептидного ланцюга визначає первинну структуру молекули білка.
У молекулі того чи іншого білка одні амінокислоти можуть багаторазово повторюватися, а інші зовсім відсутнім. Загальне число амінокислот, що складають одну молекулу білка, іноді досягає декількох сотень тисяч.
В результаті молекула білка є макромолекулу, тобто молекулу з дуже великою молекулярною масою.
Хімічні та фізіологічні властивості білків визначаються не тільки тим, які амінокислоти входять до їх складу, а й тим, яке місце в довгому ланцюжку білкової молекули займає кожна з амінокислот. Так досягається величезна різноманітність первинної структури білкової молекули. У живій клітині білки мають ще вторинну і третинну структуру. Вторинна структура білкової молекули досягається її спирализация; довгий ланцюжок з'єднаних між собою амінокислот закручується в спіраль, між вигинами якої виникають більш слабкі водневі зв'язки.

Сторінки: 1 2 3 4 5