Совет 1: Клетка как единица всего живого

Клетка – это элементарная, функциональная и генетическая единица. Ей свойственны все признаки жизни, в подходящих условиях клетка может поддерживать эти признаки и передавать их следующим поколениям. Клетка – это основа строения всех живых форм – одноклеточных и многоклеточных.
Инструкция
1
Открытие клетки совершил английский естествоиспытатель Роберт Гук в середине 17 века. Изучая строение пробки под микроскопом, он обнаружил, что она состоит из пузырьков, разделенных общими перегородкам. В срезах живых растений он обнаружил такие же ячейки. Свои наблюдения Р. Гук описал в труде «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших телец при помощи увеличительных стекол».
2
В дальнейшем исследования проводили ученые М. Мальпиги и Н. Грю. В их работах клетка обозначена как составная часть ткани. Но голландский исследователь Антонио ван Левенгук провел наблюдения за одноклеточными организмами (инфузории, бактерии). Постепенно сложились представления о клетке как элементарном организме.
3
Многочисленные исследования помогли Т. Шванну в 1838 году сделать некоторые обобщения – сформулировать клеточную теорию строения организмов. Эта теория является основой таких наук, как эмбриология, гистология и физиология.
4
Положения клеточной теории до сих пор не утратили своей актуальности. Со времени своего создания теория была дополнена и является доказательством того, что все живое – едино.
5
Все формы жизни можно разделить на два надцарства по типу строения составляющих клеток: прокариоты и эукариоты. Прокариоты (доядерные) – простые по строению и возникли раньше в процессе эволюции. Эукариоты (ядерные клетки) имеют более сложный состав и появились позже, чем прокариоты.
6
Клетки всех живых организмов организованы по единым структурным принципам. От окружающей среды клетка отделена плазматической мембраной. Клетка содержит в себе цитоплазму, в которой располагаются органоиды, клеточные включения и генетический материал. Каждому органоиду в клетке принадлежит своя особая роль, а в целом они определяют жизнедеятельность клетки.
7
Прокариоты – клетка, не обладающая клеточным ядром и внутренними мембранными органоидами. Исключением являются плоские цистерны у фотосинтезирующих видов. К прокариотам относят бактерии, цианобактерии (сине-зеленые водоросли) и археи. Основное содержимое клетки-прокариота - вязкая зернистая цитоплазма.
8
Эукариот – клетка, обладающая клеточным ядром, которое отграничено от цитоплазмы ядерной оболочкой. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.
9
Науке неизвестно, как и когда возникла первая клетка на Земле. Самые ранние ископаемые остатки клеток найдены в Австралии. Их возраст оценивается в 3,49 млрд лет. Также неизвестно, какие вещества служили для строительства мембран первых клеток.

Совет 2: Клетка как элементарная единица жизни

Все живые организмы состоят из клеток. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, эукариотами или безъядерными прокариотами. Вне клетки жизни нет, и даже вирусы – неклеточная форма жизни – проявляют свойства живого, лишь находясь в чужой клетке.
Инструкция
1
Снаружи клетка покрыта цитоплазматической мембраной. Внутри нее находится цитоплазма с ядром (у эукариот) и органоидами. В ядре расположены ядрышки и хроматин, а внутреннее пространство ядра заполнено кариоплазмой.
2
Хроматин представляет собой комплекс ДНК и белков, образующий хромосомы во время деления клетки. Из хромосомного набора клетки складывается кариотип.
3
Двигательную, опорную и транспортную функции выполняет в клетке сложная система – цитоскелет. Эндоплазматическая сеть (ЭПС), рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды – важнейшие органоиды клетки. Некоторые имеют также жгутики и реснички.
4
Нормальная жизнедеятельность клетки и всего многоклеточного организма невозможна без поддержания гомеостаза – постоянства внутренней среды. Он поддерживается реакциями обмена веществ – ассимиляции (анаболизма) и диссимиляции (катаболизма). Эти реакции протекают под действием биологических катализаторов – ферментов. Каждый фермент при этом регулирует строго специфичные процессы, и в каждой клетке функционирует множество ферментов.
5
Энергию для жизнедеятельности клетка черпает из универсального источника – аденозинтрифосфата (АТФ). Это соединение образуется при многоступенчатом окислении органических веществ за счет выделяющейся при этом энергии. Особенно эффективно полное кислородное расщепление в митохондриях клетки.
6
По способу питания клетки делятся на автотрофов и гетеротрофов. Первые, фотосинтетики и хемосинтетики, синтезируют органические вещества самостоятельно, за счет энергии Солнца или химических реакций, а вторые получают органические вещества из других живых существ.
7
Биосинтез белка – важнейший процесс пластического обмена (ассимиляции, анаболизма). Первичную структуру белка составляет последовательность аминокислот, информация о которой лежит в последовательности нуклеотидов ДНК. Участок ДНК, шифрующий информацию о структуре одного белка, называется геном.
8
Молекула и-РНК считывает информацию о последовательности аминокислот в процессе транскрипции. Затем она выходит из ядра в цитоплазму и подходит к рибосомам, где по программе, заложенной в и-РНК, начинается трансляция – формирование цепочки аминокислот.
9
В каждой клетке находится множество генов, но она использует лишь часть из них. Это обеспечивается особыми генными механизмами, включающими и выключающими синтез в клетке того или иного белка.

Совет 3: Что такое клетка как структурная единица

Открытие клетки, вернее, клеточной оболочки, в XVII веке английским физиком Р. Гуком позволило значительно ближе подойти к разгадке жизни. Изначально наука занималась изучением клеток растений, но вскоре стало ясно, что клеточная структура - основа всего живого на Земле.
Наука долгое время считала главной составной частью живой клетки ее оболочку. К этому выводу пришли Н. Грюи и М. Мальпиги в 1671 году в процессе изучения анатомии растений, когда обнаружили мельчайшие ячейки.

В 1674 году А. Левенгук изучал под микроскопом клетки животных организмов. Но уровень знаний в ту пору не позволял однозначно утверждать, что разгадана физиология клетки. По-прежнему считалось, что самая важная часть клетки – ее оболочка.

И только спустя двести лет по мере усовершенствования микроскопа и самой техники изучения столь малых объектов удалось накопить достаточный объем знаний, чтобы вновь вплотную заняться изучением живых клеток. Пришло время начать рассматривать не просто отдельную клетку вне целостной системы, а более полную организацию органической жизни.
Именно на этом фоне английский ботаник Роберт Браун в 1883 году смог заявить о новом, ранее неизвестном компоненте живой клетки: о ее ядре.

Приблизительно в то же время немецкий ботаник М. Шлейден пришел к важному выводу о целостной клеточной организации растений. В 1838 году зоолог Т. Шванн исследует зоологические объекты, а также, сопоставляя данные предшественников, приходит к важнейшему достижению теоретической биологии: клетка есть элементарная единица строения и развития абсолютно всех живых организмов, будь то растение или животное. Эта теория впоследствии была многократно проверена на практике.

Вскоре немецкий врач Р. Вирхов пришел к выводу, а затем и доказал, что вне клеток жизни не существует. Кроме этого весь научный мир потрясло его главное открытие: у клеток существует самая главная составляющая – ядро.

Академик Российской АН Карл Бэр открывает яйцеклетку у млекопитающих и устанавливает, что абсолютно все организмы начинают развиваться из одной единственной клетки. Таким образом, открытие К. Бэра доказало, что клетка не только единица строения, но и единица развития всех живых организмов.

Дальнейшее изучение структуры клеток, а так же совершенствование микроскопов (создание электронного микроскопа), дали возможность заглянуть еще глубже в тайну клетки, изучить ее сложную структуру и начать изучение протекающих в клетках процессов.

Сегодня можно утверждать, что клеточная теория полностью подтверждена, что каждая клетка имеет мембранное строение, и важнейшей ее частью является ядро, а размножаются клетки делением. Кроме того, можно утверждать, что клеточное строение – свидетельство единого происхождения животных и растений.

Именно клеточная теория легла в основу цитологии, науки о строении, составе и устройстве клеток, а также цитогенетики — науки, описывающей передачу наследственных признаков на клеточном уровне.
Видео по теме

Совет 4: Организменные уровни организации жизни

Жизнь, живая природа представляет собой целостную и весьма сложную систему. Элементы, входящие в ее состав, отличаются друг от друга по многим признакам, образуя определенную иерархию.
В иерархической системе живой природы выделяют три основных уровня: микросистема, мезосистема и макросистема.


Микросистема – это молекулярные органические соединения. На таком уровне говорить о жизни как таковой можно лишь с большими оговорками, это уместнее определить как преджизнь. Макросистема – это популяции и экологические сообщества, объединяющие живые организмы, принадлежащие к одному или разным видам. Мезосистема – это уровень организации жизни, соответствующий организму – живому телу, представляющему собой автономную систему, обладающую признаками жизни: обмен веществ, воспроизведение себя в потомстве.


Уровень мезосистемы неоднороден. Наряду с собственно организменным уровнем в ней выделяют и другие иерархические ступени: клеточный уровень, тканевый и органный.


Клетка




Клетка представляет собой структурную единицу живого организма. Существуют организмы, которые состоят из одной клетки, но нет существа, которое не имело бы клеток. Исключение составляют только вирусы, но принадлежность их к числу живых организмов под вопросом.


Любая клетка отделена от внешней среды оболочкой, а в ее внутренней среде – цитоплазме – находятся органеллы, элементы, каждый из которых выполняет определенную функцию. В многоклеточных организмах клетки подразделяются на соматические, обеспечивающие жизнедеятельность организма, и половые, предназначенные для размножения. У одноклеточных существ обе функции выполняет одна клетка.


Ткань




Ткань представляет собой систему клеток, соединенных межклеточным веществом, имеющих сходное строение и выполняющих одну функцию в многоклеточном организме.


В процессе эволюции ткани родились благодаря дифференциации клеток в колониях одноклеточных организмов: снаружи располагались клетки, снабженные жгутиками и обеспечивающими движение, внутри – клетки, похожие на амеб, ответственные за пищеварение. У самых примитивных животных – в частности, у губок – клетки могут меняться местами. У организмов, находящихся на более высоких ступенях эволюции, ткани представляют собой устойчивые группы клеток. Эти клетки обладают одинаковым геномом, но у них работают разные гены, чем и объясняются различие между клетками, образующими разные ткани. Например, клетки, образующие мышечную ткань человека, отличаются от человеческих эритроцитов больше, чем от клеток мышечной ткани кошки.


Орган




Орган представляет собой группу тканей, выполняющих определенную функцию. Любой орган имеет определенное положение в организме, его формирование и развитие можно проследить на всех этапах развития организма, начиная с периода органогенеза. У человека этот период начинается на 3-й неделе внутриутробной жизни и заканчивается в 4-му месяцу.


Орган обособлен лишь до известной степени, функционировать вне организма он не может. Органы объединяются в целостные системы – например, у человека носовая полость, носоглотка, трахея, бронхи и легкие образуют дыхательную систему. Утрата или повреждение любого органа отражается на работоспособности системы в целом.


Организм




Вершина организменного уровня организации жизни – собственно организм. Это целостное живое тело, состоящее либо из одной клетки, либо из множества клеток, объединенных в ткани, органы и их системы.


Организм – это отдельная особь, которая является структурной единицей более высокого уровня организации жизни – популяционно-видового.
Источники:
  • Уровни организации жизни

Совет 5: Как происходит обмен веществ в клетке

Организм человека состоит из клеток - структурно-функциональных единиц, способных к делению и обмену с окружающей средой. Клетки находятся в межклеточном веществе, обеспечивающем дыхание, питание и механическую прочность.
Инструкция
1
В состав клеток входят следующие химические соединения: органические (белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты), неорганические (вода, соли). Вода в клетках может составлять до 80%, она необходима для всех жизненных процессов и является хорошим растворителем. В ней происходит химическое взаимодействие веществ. Также вода способствует удалению продуктов распада, образующихся в результате протекающих реакций. Основными жизненными свойствами клетки являются: биосинтез, распад органических соединений, возбудимость, рост, размножение, обмен веществ.
2
Обмен веществ в клетке происходит следующим образом. Из окружающей среды в организм поступают питательные вещества, вода, кислород, витамины и минеральные соли. Они требуются для построения, обновления структурных элементов клеток, а также для образования энергии, которая обеспечивает жизненные процессы. Получаемые извне жиры, белки, углеводы, микроэлементы, витамины используются для синтеза необходимых клеткам веществ и для построения клеточных структур. Продукты распада удаляются через мембрану в тканевую жидкость.
3
Метаболизм представляет собой два процесса: ассимиляцию и диссимиляцию. Ассимиляцией называется совокупность реакций образования сложных органических молекул из более простых, протекающих с накоплением энергии. Диссимиляция – это совокупность реакций распада сложных органических веществ до более простых, она сопровождается выделением энергии. Диссимилляция и ассимиляция связаны между собой, поскольку синтез веществ не представляется возможным без затрат энергии, высвобождаемой при расщеплении сложных органических молекул. Нарушения баланса между этими процессами приводит к расстройству обмена веществ.
4
Реакции обмена веществ в живой клетке проходят при умеренной температуре, малых колебаниях кислотности, нормальном давлении. В метаболизме принимают участие ферменты, играющие роль катализаторов. Активность ферментов очень высокая, поэтому для обеспечения нормальной скорости метаболизма требуется небольшое количество молекул этих веществ. Однако они действуют избирательно, в результате клетка нуждается во многих видах ферментов.
5
При распаде органических веществ выделяется энергия, часть которой теряется, а часть запасается клетками в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфат). При необходимости энергия АТФ применяется для энергетических затрат клеток, в частности для процесса ассимиляции. Основным строительным материалом и единственным источником энергии для организма являются органические вещества пищи. Поскольку питательные вещества и отходы жизнедеятельности клетки поступают в кровь, метаболизм оказывает большое влияние на ее состояние и на весь организм в целом.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше