Клеточная теория обобщает представления о


КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ Клеточная теория - это обобщенные представления о строении клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов. Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал довольно длительный более трехсот лет период накопления наблюдений над строением различных одноклеточных и многоклеточных организмов растений и животных. Этот период был связан с усовершенствованием различных оптических методов исследований и расширением их применения. Роберт Гук 1665 первым наблюдал с помощью увеличительных линз подразделение тканей пробки на «ячейки», или «клетки». Его описания послужили толчком для появления систематических исследований анатомии растений Мальпиги, 1671; Грю, 1671которые подтвердили наблюдения Роберта Гука и показали, что разнообразные части растений состоят из тесно расположенных «пузырьков», или «мешочков». Левенгук 1680 открыл мир одноклеточных организмов и впервые увидел клетки животных эритроциты. Позднее клетки животных были описаны Фонтана 1781 ; но эти и другие многочисленные исследования не привели в то время к пониманию универсальности клеточного строения, к четким представлениям о том, что же являет собой клетка. Прогресс в изучении микроанатомии клетки связан с развитием микроскопирования в XIX. К этому нремени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое - протоплазма Пуркиня, 1830. В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки - ядро Браун, 1833. Все эти многочисленные наблюдения позволили Шванну в 1838 г. Он показал, что клетки растений и животных принципиально сходны между собой гомологичны. Шванна заключалась не в том, что он открыл клетки как таковые, а в том, что он научил исследователей понимать их значение» Вальдейер, 1909. Дальнейшее развитие эти представления получили в работах Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии, послужила главным фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она дала основы для понимания жизни, для объяснения родственной взаимосвязи организмов, для понимания индивидуального развития. Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и на сегодняшний день, хотя за более чем сто пятьдесят лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток. В настоящее время клеточная теория постулирует следующее: 1. Клетка — элементарная единица живого: вне клетки нет жизни. Клетка — единая система, включающая множество закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц — органелл или органоидов. Клетки сходны гомологичны по строению и по основным свойствам. Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала ДНК : клетка от клетки. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных молекулярная регуляция. Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т. Клетка - элементарная единица живого Представление о клетке как о самостоятельной жизнедеятельной единице было дано еще в работах Вирхов 1858 также считал, что каждая клетка несет в себе полную характеристику жизни: «Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне ее». Современная наука полностью доказала это положение. В популярной литературе клетку часто называют «атомом жизни», «квантом жизни», подчеркивая тем самым, что клетка — это наименьшая единица живого, вне которой нет жизни. Такая общая характеристика клетки должна в свою очередь опираться на определение живого - что такое живое, что такое жизнь. Очень трудно дать окончательное определение живого, жизни. Волькенштейн 1965 дает следующее определение жизни: «Живые организмы представляют собой открытые т. Живому свойствен ряд совокупных признаков, таких, как способность к воспроизведению репродукциииспользование и трансформация энергии, метаболизм, чувствительность, изменчивость. И такую совокупность этих признаков можно обнаружить на клеточном уровне. Нет меньшей единицы живого, чем клетка. Мы можем выделить из клетки отдельные ее компоненты или даже молекулы и убедиться, что многие из них обладают специфическими функциональными особенностями. Так, выделенные актомиозиновые фибриллы могут сокращаться в ответ на добавление АТФ; вне клетки прекрасно «работают» многие ферменты, участвующие в синтезе или распаде сложных биоорганических молекул; выделенные рибосомы в присутствии необходимых факторов могут синтезировать белок, разработаны неклеточные системы ферментативного синтеза нуклеиновых кислот и т. Можно ли считать все эти клеточные компоненты, структуры, ферменты, молекулы живыми? Можно ли считать живым актомиозиновый комплекс? Думается, что нет, хотя бы потому, что он обладает лишь частью набора свойств живого. То же относится и к остальным примерам. Только клетка как таковая является наименьшей единицей, обладающей всеми вместе взятыми свойствами, отвечающими определению «живое». Что же такое клетка, какое ей можно дать общее определение? Из школьного курса известно, что разнообразные клетки имеют совершенно несходную морфологию, их внешний вид и величины значительно расходятся. Действительно, что общего между звездчатой формой некоторых нервных клеток, шаровидной формой лейкоцита и трубкообразной формой клетки эндотелия. Такое же разнообразие форм встречается и среди микроорганизмов. Поэтому мы должны находить общность живых объектов не в их внешней форме, а в общности их внутренней организации. Среди живых организмов встречаются два типа организации клеток. К наиболее простому типу строения можно отнести клетки бактерий и синезеленых водорослей, к более высокоорганизованному - клетки всех остальных живых существ, начиная от низших растений и кончая человеком. Принято называть клетки бактерий и синезеленых водорослей прокариотическими доядерными клеткамиа клетки всех остальных представителей живого - эукариотическими собственно ядернымипотому что у последних обязательной структурой служит клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной оболочкой. Содержимое прокариотической клетки одето плазматической мембраной, играющей роль активного барьера между собственно цитоплазмой клетки и внешней средой рис. Обычно снаружи от плазматической мембраны расположена клеточная стенка, или оболочка, - продукт клеточной активности. У прокариотических клеток нет морфологически выраженного ядра, но присутствует в виде так называемого нуклеоида зона, заполненная ДНК. Ультратонкий срез пропионовой бактерии фото Воробьевой 1 — клеточная стенка; 2 — зона нуклеоида; 3 — мезосома; 4 — образование септы при делении клетки Рис. Комбинированная схема прокариотической клетки 1 — клеточная стенка; 2 — плазматическая мембрана; 3 — ДНК нуклеоида; 4 — полирибосомы цитоплазмы; 5 — мезосома; 6 — ламеллярныс структуры; 7 — впячивания плазмалеммы; 8 — скопления хроматофоров; 9 — вакуоли с включениями; 10 — бактериальные жгутики; 11 — пластинчатые тилакоиды В основном веществе или матриксе цитоплазмы прокариотических клеток располагаются многочисленные рибосомы, цитоплазматические же мембраны обычно выражены не так сильно, как у эукариотических клеток, хотя некоторые виды бактерий например, фототрофные пурпурные бактерии богаты внутриклеточными мембранными системами. Очень сильно цитоплазматические мембраны развиты у синезеленых водорослей. Обычно все внутриклеточные мембранные системы прокариот развиваются за счет плазматической мембраны. Но не только присутствие морфологически выраженного ядра является отличительным признаком эукариотических клеток. У клеток высшего типа эукариотических кроме ядра в цитоплазме существует целый набор специальных обязательных структур — органелл, выполняющих отдельные специфические функции рис. К числу органелл относят мембранные структуры: систему эндоплазматической сети ретикулумааппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды для клеток растений. Кроме того, для эукариотических клеток характерно наличие немембранных структур, таких, как микротрубочки, микрофиламенты, центриоли для клеток животных и др. Комбинированная схема строения эукариотической клетки а — клетка животного происхождения; б — растительная клетка 1 —- ядро с хроматином и ядрышком; 2 — плазматическая мембрана; 3 — клеточная стенка; 4 — плазмодесма; 5 — гранулярный цитоплазматический ретикулум; 6 — гладкий ретикулум; 7 — пиноцитозная вакуоль; 8 — аппарат Гольджи; 9 — лизосома; 10 — жировые включения в гладком ретикулуме; 11 — центриоль и микротрубочки центросферы; 12 — митохондрии; 13 — полирибосомы гиалоплазмы; 14 — центральная вакуоль; 15 — хлоропласт Рис. Микрофотография живой эукариотической клетки, полученная с помощью фазово-контрастного микроскопа Я — ядро; ЯК — ядрышко; ЯО — граница ядра; М — митохондрии; ПМ — граница клетки Эукариотические клетки обычно намного крупнее прокариотических. Так, палочковидные бактерии имеют длину до 5 мкм, а толщину - около 1 мкм, в то время как эукариотические клетки в поперечнике могут достигать десятков микрометров. Несмотря на четкие морфологические отличия, и прокариотические и эукариотические клетки имеют много общего, что и позволяет отнести их к одной, клеточной, системе организации живого. И те и другие одеты плазматической мембраной, обладающей сходной функцией активного переноса веществ из клетки и внутрь ее; синтез белка у них происходит на рибосомах; сходны и другие процессы, такие, как синтез РНК и репликация ДНК, похожи и биоэнергетические процессы. Исходя из вышесказанного, клетке можно дать общее определение. Клетка - это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурированная система биополимеров белков, нуклеиновых кислот их макромолекулярных комплексов, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом. Короче: клетка — самоподдерживающаяся и самовоспроизводящаяся система биополимеров. Это определение дает описание основных свойств «живого» — воспроизведение подобного себе из неподобного. У многоклеточных организмов часть клеток утрачивает свойство размножаться, но они остаются клетками до тех пор, пока способны осуществлять синтетические процессы, регулировать транспорт веществ между клеткой и средой, использовать для этих процессов энергию. Есть примеры безъядерных клеток эритроциты и тромбоциты млекопитающих, некоторые мышечные клетки моллюсковэто скорее не собственно клетки, а их остатки — одетые мембраной участки цитоплазмы с ограниченными функциональными потенциями. Одно время первый постулат клеточной теории подвергался многочисленным нападкам и критике. Некоторые авторы указывали, что в многоклеточных организмах, особенно у животных, кроме клеток существуют и межклеточные, промежуточные вещества, которые тоже, казалось бы, обладали свойствами живого. Однако было показано, что межклеточные вещества основное вещество и волокна соединительной ткани представляют собой не самостоятельные образования, а продукты активности отдельных групп клеток. Другие возражения касались того, что часто у животных кроме отдельных клеток встречаются так называемые симпласты и синцитии соклетияа у растительных клеток — плазмодии. По морфологическому описанию - это крупные цитоплазматические образования со множеством ядер, не разделенные на отдельные клеточные территории. Примерами таких симпластов могут быть мышечные волокна позвоночных или эпидермис у ленточных червей, а также плазмодии у низших грибов миксомицетов. Однако если проследить за развитием таких «неклеточных» форм, то легко убедиться в том, что они возникают вторично, за счет слияния отдельных клеток, или же в результате деления одних ядер без разделения цитоплазмы, т. Клетка - единая система сопряженных функциональных единиц В начале нашего изложения в согласии с клеточной теорией мы обсуждали первый ее постулат: клетка — наименьшая единица живого. Однако мы знаем о сложности строения этой «единицы», которая содержит в себе множество типов внутриклеточных структур, выполня­ющих разнообразные функции. При этом каждый компонент «специализирован» на выполнение одной собственной группы функций, другие компоненты не могут работать «по совместительству», не могут принять на себя основные функции других внутриклеточных структур. Важно отметить, что каждая из функций является обязательной, без выполнения которой клетка не может существовать. Все это в значительной степени напоминает многоклеточный организм, который также является особой живой системой, обеспечивающей свое собственное существование и воспроизведение. Все тело организма может быть подразделено на ряд подсистем или систем: пищеварительную, выделительную, мышечную, нервную, половую и др. Эти функции выполняются отдельными органами или группой органов: кишечник, почки, мозг и т. И в данном примере эти системы в основном монофункциональны и незаменимы. В общей системе организма как целого все они играют главные, а не подчиненные роли. Жизнь организма становится невозможной при выключении любой из этих систем. Формально любую клетку можно «разложить» на ряд как бы независимых структурных и функциональных компонентов, выполняющих свои специфические функции. Так, эукариотические клетки принято разделять на ядра и цитоплазму. В цитоплазме, в свою очередь, выделяют гиалоплазму, или основную плазму клетки цитозоль — растворимый компонент цитоплазмы по терминологии биохимикова также целый ряд структур — органелл, выполняющих свои отдельные специфические функции. Мембранные органеллы подразделяются на одномембранные вакуолярная система, включающая в себя эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, эндо- и экзоцитозные вакуоли, лизосомы, пероксисомы и двумембранные митохондрии и пластиды. К немембранным органеллам нужно отнести рибосомы и систему цитоскелетных фибрилл. Кроме того, вся поверхность клетки покрыта цитоплазматической мембраной, тесно функционально связанной как с вакуолярной системой, с элементами цитоскелета, так и с гиалоплазмой. Но каждая из этих морфологических «отдельностей» представляет собой новую систему или подсистему функционирования. Так, клет очное ядро является системой хранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Гиалоплазма — система основного промежуточного обмена; рибосомы — элементарные клеточные машины синтеза белка; цитоскелет — опорно-двигательная система клетки; вакуолярная система — система синтеза и внутриклеточного транспорта белковых биополимеров и генезиса многих клеточных мембран; мит охондрии — органеллы энергообеспечения клетки за счет синтеза АТФ; пластиды растительных клеток — система синтеза АТФ и фотосинтеза; плазматическая мембрана — барьерно-рецепторно-транспортная система клетки. Аналоги этих систем есть и у прокариот: это - плазматическая мембрана, которая кроме пограничной роли участвует в процессах синтеза АТФ и фотосинтеза, цитозоль, рибосомы и даже элементы цитоскелета. Важно подчеркнуть, что все эти подсистемы клетки, образуя некое сопряженное единство, находятся во взаимозависимости. Например, нарушение функций ядра сразу сказывается на синтезе клеточных белков, нарушение работы митохондрий прекращает все синтетические и обменные процессы в клетке, разрушение элементов цитоскелета прекращает внутриклеточный транспорт и т. Клетку можно сравнить с часовым механизмом, в котором повреждение любой его части приводит к остановке всей системы в целом. Гомологичность клеток Термин «гомологичность» означает сходство по коренным свойствам и отличие по второстепенным. Например, руки человека, крыло птицы, передняя нога лошади гомологичны не только по плану строения, но и по своему происхождению. Подобно этому можно говорить, что разные клетки организмов растительного или животного происхождения сходны, гомологичны. Это обобщение, сделанное еще Шванном, нашло свое подтверждение и развитие в современной цитологии, использующей новые достижения техники, такие, как электронный микроскоп. Гомологичность строения клеток наблюдается внутри каждого из типов клеток: прокариотическом и эукариотическом. Хорошо известно разнообразие клеток как бактериальных, так и высших организмов. Такое одновременное сходство строения и разнообразие форм определяются тем, что клеточные функции можно грубо подразделить на две группы: обязательные и факультативные. Обязательные функции, направлен­ные на поддержание жизнеспособности самих клеток, осуществляются специальными внутриклеточными структурами. Так, у всех прокариотических клеток плазматическая мембрана не только ограничивает собственно цитоплазму, но и функционирует как структура, обеспечивающая активный транспорт веществ и клеточных продуктов, как система окислительного фосфорилирования, как источник образования клеточных бактериальных стенок. ДНК нуклеоида бактерий и синезеленых водорослей обеспечивает генетические свойства клеток и т. Рибосомы цитоплазмы — единственные аппараты синтеза полипептидных цепей — также обязательный компонент цитоплазмы прокариотической клетки. Разнообразие же прокариотических клеток - это результат приспособленности отдельных бактериальных одноклеточных организмов к условиям среды обитания. Прокариотические клетки могут отличаться друг от друга толщиной и устройством клеточной стенки, складчатостью плазматической мембраны, количеством и структурой цитоплазматических выростов этой мембраны, количеством и свойствами внутриклеточных вакуолей и мембранных скоплений и др. Но «общий план» строения прокариотических клеток остается постоянным. Та же картина наблюдается и для эукариотических клеток. При изучении клеток растений и животных бросается в глаза разительное сходство не только в микроскопическом строении этих клеток, но и в деталях строения их отдельных компонентов. У эукариот, как и у прокариот, клетки отделены друг от друга или от внешней среды активной плазматической мембраной, которая может принимать участие в выделении веществ из клетки и построении внеклеточных структур, что особенно выражено у растений. У всех эукариотических клеток от низших грибов до позвоночных всегда имеется ядро, принципиально сходное по построению у разных организмов. Строение и функции внутриклеточных структур также в принципе определяются гомологичностью общеклеточных функций, связанных с поддержанием самой живой системы синтез нуклеиновых кислот и белков, биоэнергетика клетки и т. Одновременно мы видим и разнообразие клеток даже в пределах одного многоклеточного организма. Например, по форме мало похожи друг на друга такие клетки, как мышечная или нервная. Современная цитология показывает, что различие клеток связано со специализацией их функций, с развитием особых функциональных клеточных аппаратов. Так, если рассматривать мышечную клетку, то в ней кроме общеклеточных структур мембранные системы ретикулума, аппарат Гольджи, рибосомы и др. В нервной клетке кроме общеклеточных компонентов можно отметить специфические черты: наличие длинных и разветвленных клеточных отростков, оканчивающихся специальными структурами, передающими нервные импульсы; своеобразную композицию в цитоплазме из элементов эндоплазматической сети тигроид ; большое количество микротрубочек в клеточных отростках. Вся совокупность этих отличительных черт нервной клетки связана с ее специализацией - передачей нервного импульса. Однако и микротрубочки и микрофила менты можно обнаружить практически в любых эукариотических клетках, хотя они будут и не так обильны. Например, филаменты, сходные по химизму с актиновыми фибриллами мышечных клеток, имеются и цитоплазме фибробластов. В ней же обнаруживаются и микротрубочки. Следовательно, и микрофиламенты и микротрубочки представляют собой обязательные общеклеточные структуры. Известно, что микрофиламенты клеток представлены актином, что указывает ни их общеклеточное значение — обеспечивать подвижность клеток. В мышечных клетках эта функция стала главной, поэтому так сильно в них выражен сократительный аппарат. Структурное разнообразие клеток многоклеточного организма можно объяснить отличием их специальных функций, осуществляющихся данной клеткой как бы на фоне общих, обязательных клеточных функций. Другими словами, гомологичность в строении клеток определяется сходством общеклеточных функций, направленных на поддержание жизни самих клеток и на их размножение. Разнообразие же в строении клеток многоклеточных организмов — результат функциональной специализации. Клетка от клетки Формулировка положения «всякая клетка от клетки» «omnis cellula e cellula» связана с именем знаменитого ученого Шванн в своих обобщениях подчеркивал одинаковость принципа развития клеток как у животных, так и у растений. Это представление базировалось на выводах Шлейдена о том, что клетки могут образовываться из зернистой массы в недрах клеток заново теория цитобластемы. Вирхов как противник идеи о самозарождении жизни настаивал на «преемственном размножении клеток». Вирховым афористическое определение можно считать биологическим законом. Размножение прокариотических и эукариотических клет ок происходит только путем деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение ее генетического материала редупликация ДНК. У эукариотических клеток единственно полноценным способом деления является митоз или мейоз при образовании половых клеток. При этом образуется специальный аппарат клеточного деления — клеточное веретено, с помощью которого равномерно и точно по двум дочерним клеткам распределяются хромосомы, до этого удвоившиеся в числе. Этот тип деления наблюдается у всех эукариотических как растительных, так и животных клеток. Прокариотические клетки, делящиеся так называемым бинарным образом, также используют специальный аппарат разделения клеток, значительно напоминающий митотический способ деления эукариот. Современная наука отвергает иные пути образования клеток и увеличение их числа. Появившиеся одно время описания образования клеток из «неклеточного живого вещества» оказались в лучшем случае результатом методических недостатков или даже ошибок, а в худшем - плодом научной недобросовестности. Одно время считали, что клетки могут размножаться прямым делением, путем так называемого амитоза. Однако прямое разделение клеточного ядра, а затем и цитоплазмы наблюдается только у некоторых инфузорий. При этом амитотически делится только макронуклеус, в то время как генеративные микронуклеусы делятся исключительно путем митоза, вслед за которым наступает разделение клетки — цитотомия. Часто появление дву- или многоядерных клеток также считали результатом амитотического деления ядер. Однако появление многоядерных клеток является результатом либо слияния друг с другом нескольких клеток гигантские многоядерные клетки тел воспаления, остеокласты и др. Клетка и многоклеточный организм Роль отдельных клеток в многоклеточном организме подвергалась неоднократному обсуждению и критике и претерпела наибольшие изменения. Шванн представлял себе многогранную деятельность организма как сумму жизнедеятельности отдельных клеток. Это представление было в свое время принято и расширено Вирховым и получило название теории «клеточного государства». Действительно, какую бы сторону деятельности целого организма мы ни брали, будь то реакция на раздражение или движение, иммунные реакции, выделение и многое другое, каждая из них осуществляется специализированными клетками. Клетка - это единица функционирования в многоклеточном организме. Но клетки объединены в функциональные системы, в ткани и органы, которые находятся во взаимной связи друг с другом. Поэтому нет смысла в сложных организмах искать главные органы или главные клетки. Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные интегрированные системы тканей и органов, подчиненные и связанные межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции. Вот почему мы говорим об организме как о целом. Специализация частей многоклеточного единого организма, расчлененность его функций дают ему большие возможности приспособления для размножения отдельных индивидуумов, для сохранения вида. В итоге можно сказать, что клетка в многоклеточном организме — это единица функционирования и развития. Кроме того, первоосновой всех нормальных и патологических реакций целостного организма является клетка. Действительно, все многочисленные свойства и функции организма выполняются клетками. Когда в организм попадают чужеродные белки, например бактериальные, то развивается иммунологическая реакция. При этом в крови появляются белки-антитела, которые связываются с чужими белками их инактивируют. Эти антитела представляют собой продукты синтетической активности определенных клеток - плазмацитов. Но чтобы плазмациты начали вырабатывать специфические антитела, необходимы работа и взаимодействие целого ряда специализированных клеток-лимфоцитов и макрофагов. Другой пример, простейший рефлекс — слюноотделение в ответ на предъявление пищи. Здесь проявляется очень сложная цепь клеточных функций: зрительные анализаторы клетки передают сигнал в кору головного мозга, где активируется целый ряд клеток, передающих сигналы на нейроны, которые посылают сигналы к разным клеткам слюнной железы, где одни клетки вырабатывают белковый секрет, другие выделяют слизистый секрет, третьи, мышечные, сокращаясь, выдавливают секрет в протоки, а затем в полость рта. Такие цепи последовательных функциональных актов отдельных групп клеток можно проследить на множестве примеров функциональных отправлений организма. Жизнь нового организма начинается с зиготы - клетки, получившейся в результате слияния женской половой клетки ооцита со спермием. При делении зиготы возникает клеточное потомство, которое также делится, увеличивается в числе и приобретает новые свойства, специализируется, дифференцируется. Рост организма, увеличение его массы есть результат размножения клеток и выработки ими разнообразных продуктов например, вещества кости или хряща. И наконец, именно поражение клеток или изменение их свойств является основой для развития всех без исключения заболеваний. Данное положение было впервые сформулировано Вирховым 1858 в его знаменитой книге «Клеточная патология». Классическим примером клеточной обусловленности развития болезни может служить сахарный диабет, широко распространенное заболевание современности. Его причина — недостаточность функционирования лишь одной группы клеток — так называемых В-клеток островков Лангерганса в поджелудочной железе. Эти клетки вырабатывают гормон инсулин, участвующий в регуляции сахарного обмена организма. Все эти примеры показывают важность изучения структуры, свойств и функций клеток для самых различных биологических дисциплин и для медицины. Тотипотентность клеток Как же возникают разнообразные типы клеток в многоклеточных организмах? Известно, что организм человека, развившийся всего из одной исходной клетки - зиготы, содержит более 200 различных типов клеток. Каким образом возникает это разнообразие, сегодня до конца не ясно, так как еще мало конкретных данных, касающихся путей появления тех или иных клеточных типов. Современная биология на базе представлений эмбриологии, молекулярной биологии и генетики считает, что индивидуальное развитие от одной клетки до многоклеточного зрелого организма — результат последовательного, избирательного включения работы разных генных участков хромосом в различных клетках. Это приводит к появлению клеток со специфическими для них структурами и особыми функциями, т. Дифференцировка — это результат избирательной активности разных генов в клетках по мере развития многоклеточного организма. Другими словами, дифференцировка — это результат дифференциальной активности генов. Следовательно, можно утверждать, что любая клетка многоклеточного организма обладает одинаковым полным фондом генетического материала, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, т. Эти представления базируются на большом экспериментальном материале. Стало возможным вырастить зрелое растение из одной его соматической клетки. Многочисленные опыты на лягушках показали, что ядра дифференцированных клеток сохраняют все те потенции, которые есть у ядра в зиготе. Если после оплодотворения яйцеклетки лягушки у возникшей зиготы микрохирургически удалить ядро, а на его место имплантировать ядро из другой зиготы, то произойдет полное развитие нормальной лягушки. Если же в этом эксперименте ядро зиготы заменить на ядро из специализированной дифференцированной клетки взрослого животного, то развитие эмбриона пройдет нормальным путем, вплоть до появления взрослой лягушки рис. Тотипотентность ядер клеток организма Ядро, выделенное из клетки кишечника головастика Xenopus laevis апересажено в яйцеклетку, лишенную ядра путем облучения б. В результате яйцеклетка дробится и развивается нормальный головастик пример так называемого клонирования животных. Так была получена клонирована овечка Долли. Из этого вытекает, что клетки многоклеточных организмов обладают полным набором генетической информации, свойственной для данного организма, в этом отношении они равнозначны. Но одновременно клетки отличаются по объему проявления этой информации, что и создает возможность появления специализированных клеток. Однако эти представления не могут быть приняты полностью, так как имеются исключения, показывающие, что при дифференцировке происходит количественное изменение генетического материала. Так, при дроблении яиц аскариды клетки, дающие начало соматическим тканям, теряют часть хромосомного материала диминуция. Сходный процесс описан у насекомых — галлин. В этом случае при обособлении соматических ядер происходит значительная редукция хромосомного материала. При этом клетки половых зачатков содержат 40 хромосом, а соматические — всего 8. Следует помнить, что такие различия были обнаружены только между половыми и соматическими клетками; различий в хромосомных наборах между разными соматическими клетками не обнаружено. Однако в последнее время появились данные о том, что плазмациты в результате специфической дифференцировки при иммунном ответе претерпевают молекулярные перестройки в области генов, ответственных за синтез антител, и тем самым генетически отличаются от остальных клеток. Общим же законом для многоклеточных растительных и животных организмов является то, что несмотря на структурные и функциональные различия клеток данного организма в генетическом отношении они однородны, тождественны и тотипотентны. Подводя итог рассмотрению современного состояния клеточной теории, нужно сказать, что именно клетка является единицей развития многоклеточных, единицей их строения, функционирования и единицей патологических изменений организма. Для того чтобы понять не только значение структурных особенностей клетки, но и, главное, разобраться в функциональных отправлениях ее отдельных компонентов и всей клетки в целом, чтобы сочетать изучение морфологии клетки с главнейшими биохимическими и генетическими особенностями ее устройства и работы, чтобы изучать клетку именно с позиций современной клеточной биологии, необходимо хотя бы вкратце вспомнить основные молекулярно-биологические закономерности, еще раз кратко обратиться к содержанию.Материал для подготовки к ЕГЭ ГИА по биологии 11 класс на тему: ЕГЭ по биологии. Задания 1-5 скачать бесплатно Социальная сеть работников образования Главные вкладки Материал для подготовки к ЕГЭ ГИА по биологии 11 класс на тему: ЕГЭ по биологии. Задания 1-5 Предлагаются вопросы ЕГЭ по биологии в виде презентаций Данная подборка материалов пригодится и педагогам, для работы на факультативе, и учащимся для самостоятельной проработки этих заданий. Скачать: В клетках каких организмов ядерное вещество расположено в цитоплазме и не отделено от нее оболочкой 1 низших растений 2 бактерий и сине-зеленых 3 одноклеточных животных 4 плесневых грибов и дрожжей Из приведенных формулировок укажите положение клеточной теории 1 Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской гамет 2 Каждая новая дочерняя клетка образуется в результате деления материнской 3 Аллельные гены в процессе митоза оказываются в разных клетках 4 Развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти организма называют онтогенезом Какая формулировка соответствует положению клеточной теории 1 клетки растений имеют оболочку, состоящую из клетчатки 2 клетки всех организмов сходны по строению, химическому составу и жизнедеятельности 3 клетки прокариот и эукариот сходны по строению 4 клетки всех тканей выполняют сходные функции Согласно клеточной теории клетка — это единица 1 наследственности 2 роста и развития организмов 3 изменчивости 4 эволюции органического мира Мельчайшая целостная структура живого, способная к самовоспроизведению и развитию- это 1 ядро 2 клетка 3 ткань 4 орган Сходство обмена веществ в клетках организмов всех царств живой природы — это одно из проявлений теории 1 хромосомной 2 клеточной 3 эволюционной 4 происхождения жизни На видовую принадлежность клетки указывает -ют 1 количество и форма хромосом 2 наличие ядра и цитоплазмы 3 количество митохондрий 4 размеры ядра Все функции целого организма выполняет клетка 1 инфузории-туфельки 2 пресноводной гидры 3 печени человека 4 листа березы Клеточная теория Клеточная теория обобщает представления о 1 многообразии органического мира 2 сходстве строения всех организмов 3 зародышевом развитии организмов 4 единстве живой и неживой природы К эукариотам относится 1 возбудитель дифтерии 2 цианобактерия 3 малярийный плазмодий 4 вирус оспы Сущность клеточной теории заключается в том, что она установила 1 структурную и функциональную единицу жизни 2 общность строения живого и неживого 3 причины возникновения жизни на Земле 4 единицу наследственной информации А2. Клетка как биологическая система. Создание условий, неблагоприятных для жизни бактерий, лежит в основе 1 приготовления варенья из ягод и фруктов 2 квашения капусты 3 закладки силоса 4 приготовления кефира и сыра Укажите одно из положений клеточной теории 1 Половые клетки содержат всегда гаплоидный набор хромосом 2 Каждая гамета содержит по одному гену из каждой аллели 3 Клетки всех организмов имеют диплоидный набор хромосом 4 Наименьшей единицей строения, жизнедеятельности и развития организмов является клетка Отсутствие в клетке митохондрий, комплекса Гольджиядра указывает на её принадлежность к 1 вирусам 2 прокариотам 3 эукариотам 4 бактериофагам Большинство бактерий относится к группе организмов 1 производителей органических веществ 2 симбиотических 3 хемотрофов 4 разрушителей органических веществ Соматические клетки, в отличие от половых, содержат 1 двойной набор хромосом 2 одинарный набор хромосом 3 цитоплазму 4 плазматическую мембрану Сократительные функции характерны для клеток 1 нервных 2 костных 3 эпителиальных 4 мышечных На какой фотографии изображён один из создателей клеточной теории? Павлов Ответ:1 В клетке сосредоточена наследственная информация о признаках организма, поэтому её называют 1 структурной единицей живого 2 функциональной единицей живого 3 генетической единицей живого 4 единицей роста Одно из положений клеточной теории 1 при делении клетки хромосомы способны к самоудвоению 2 новые клетки образуются при делении исходных клеток 3 в цитоплазме клеток содержатся различные органоиды 4 клетки способны к росту и обмену веществ Какое из положений клеточной теории ввел в науку Мендель В организме человека ядро отсутствует в клетках 1 эпителиальной ткани 2 нервных узлов 3 половых желёз 4 зрелых эритроцитов На каком рисунке представлена схема строения вещества, которое доставляет аминокислоты к рибосоме? Тестовые задания содержат материал, который может быть использован для подготовки школьников к сдаче экзаменов по биологии. В работе даны вопросы и задания по теме "Клетка - биологическая система" из открытого банка заданий 2014 года.

Смотрите также:



Коментарии:

  • Кто утверждал, что каждая клетка образуется путём деления из другой клетки 1 А. Грибы не от­но­сят­ся к рас­те­ни­ям , это от­дель­ное цар­ство В по­яс­не­нии не срав­ни­ва­ют жи­вот­ные и грибы, а объ­яс­ня­ют по­че­му не нужно вы­би­рать дру­гие пунк­ты.