3_Клеточная теория. Биология клетки

1.

Клеточная теория.
Биология клетки
• Клеточные теории.
• Типы клеточной организации.
• Происхождение эукариотической
клетки.
• Структурно-функциональная
организация эукариотической
клетки.

2.

Клеточная теория
М.Шлейден, Т.Шванн 1838-1839 гг
1. Все ткани состоят из клеток
2. Все клетки развиваются по общему
принципу
3. Свойства многоклеточного организма это арифметическая сумма свойств
отдельных его клеток

3. Рудольф Вирхов, 1858г

• «Если существует клетка, то ей должна
была предшествовать другая клетка,
точно так же как животное происходит от
животного и растение только от
растения» = «Каждая клетка от клетки»

4. Современная клеточная теория

1.Жизнь существует только в форме клеток
(организмы состоят из клеток, активность
организма зависит от активностей его клеток.
Клетка является основной единицей, через
которую производится поглощение, превращение,
запасание и использования вещества и энергии. В
клетке хранится, перерабатывается и реализуется
генетическая информация).
2.В основе непрерывности жизни лежит клетка.
3.Принцип комплементарности, т.е.принцип
соответствия структуры и функции
(внутриклеточные структуры тесно связаны друг с
другом, все биохимические функции клеток
происходят в организованных определенным
образом клеточных структурах и определяются
этими структурами)

5. Прокариоты и эукариоты

6. Отношение к кислороду

• -прокариоты: разнообразное отношение
(чаще облигатные анаэробы, реже
факультативные анаэробы, некоторые
растут и развиваются в присутствии низких
концентраций кислорода-меньше, чем в
современной атмосфере)
• -эукариоты: почти всем известным
эукариотам необходим кислород

7.

• «Прокариоты (приставка «про»
применяется в смысле «до того»)
возникли в период, когда содержание
кислорода претерпевало изменения;
• ко времени возникновения эукариот,
содержание кислорода в среде было
стабильным и достаточно высоким»
C6H12O6 →2C3H6O3 + 4АТФ (КПД = 2 АТФ)

8.

Происхождение эукариотических клеток
-эволюционная гипотеза: эукариотическая клетка
произошла от прокариотической в результате
длительного эволюционного развития
-инвагинационная гипотеза: эукариотическая клетка
происходит от прокариотической клетки.
Органеллы клетки возникли путем впячивания
собственной мембраны, что привело к
обособлению друг от друга разных геномов,
прикрепленных к мембране, а в последствии
произошла их специализация
-гипотеза клеточного симбиоза: эукариотическая клетка
представляет собой сложную структуру, состоящую из
клеток нескольких типов находящихся в
симбиотических отношениях друг с другом

9. Происхождение эукариотических клеток

10. 1. Доказательства в поддержку эндосимбиотической гипотезы (ЭСГ)

-Митохондрии и пластиды происходят путем деления
себе подобных. Клетка не может образовывать их
вновь, если эти органеллы утеряны.
-Обладание двойной мембраной создает впечатление, что
речь идет о «внедренной клетке», чья мембрана при
внедрении оказалась окруженной мембраной клетки
хозяина.
-Внутренняя митохондриальная мембрана содержит
кардиолипин - липид, который кроме этого встречается
только в мембранах прокариот.
-Митохондрии и пластиды содержат ДНК, она голая и
кольцеобразная. Они обладают своей собственной
белоксинтезирующей системой (рибосомы, т-РНК, РНКполимераза) которая соответствует основным частям
прокариот.

11. 2. Доказательства в поддержку эндосимбиотической гипотезы (ЭСГ)

-Рибосомальная РНК митохондрий и пластид
имеет большое сходство с РНК
прокариотических рибосом.
-Митохондрии реагируют на некоторые (не все)
антибиотики направленные против бактерий.
-Среди ныне существующих организмов
встречаются случаи симбиоза между
одноклеточными жгутиковыми, не имеющими
пластид, и клетками водорослей, которые
могли служить моделью определенной ступени
филогенетического процесса эндосимбиоза.

12. Размеры клеток и органелл

длина
Вирус ящура
Вирус гриппа
Мюгососсш(бактерия)
Escherichia соli(кишечная палоч)
Дрожжевые клетки
Хламидомонада
Эритроциты человека
Сперматозоид человека
Яйцеклетка человека
Страусиное яйцо
Эпидермис дуба
Сердцевидная ткань бузины
Эпидермис лука
Клетка волокна льна
Кл. волокна крапивы
Хлоропласты
Рибосомы
диаметр
10 нм
120 нм
0.2мкм
3 мкм
6-8 мкм
20 мкм
7,5 – 8 мкм
50-75 мкм
200 - 230 мкм
150 мм
40-65 мм
50-75 мм
28 мкм
200 мкм
400 мкм
4-8 мкм
10-15 нм

13.

Формы клеток животных

14. Схема строения эукариотической клетки

15.

Одна из основных особенностей
эукариотических клеток - сложность строения
мембран
Клетка - это система мембран, ограничивающих
участки внутриклеточного пространства

16.

Жидко-мозаичная структура мембраны
Снаружи клетки
Олигосахарид Гликопротеид Гликолипид Периферический белок
Интегральный
белок
Фосфолипидный
бислой
Гидрофобная
структура
Интегральный белок
Внутри клетки
Периферический белок
Фосфолипид

17.

Преимущества такого строения:
• динамичность, лабильность такой системы за счёт
смещения интегральных и полуинтегральных белков
как латерально, так и вертикально;
• термодинамическая устойчивость (для поддержания
этой структуры не нужна энергия).
Функции:
• внутренняя мембрана разграничивает цитоплазму на
отдельные участки= компартменты;
• принимает участие в обмене веществ;
• принимает участие в движении клетки;
• обеспечивает межклеточные взаимодействия;
• участвует в делении клетки;
• рецепторная функция;
• транспорт веществ через мембрану.

18.

Транспорт веществ

19. Виды транспорта веществ

20. Модели активного транспорта веществ

21.

Эндоцитоз
Экзоцитоз

22.

Схема взаимосвязей между мембранными
системами клетки

23. ЭПС

Функции :
- в цепях переноса электронов;
- в перекисном окислении липидов;
- в синтезе стероидных гормонов, гликогена, липидов;
- в синтезе ферментов лизосом, белков

24.

Комплекс Гольджи
Функции :
• модификация белков и их сегрегация;
• упаковка секретируемых продуктов в гранулы;
• синтез полисахаридов (формирование слизистых
секретов);
• формирование клеточных мембран;
• формирование лизосом

25.

26. Цитоскелет (желтым цветом)

27.

Митохондрии

28. Количество митохондрий в клетке (суммарные объемы в % от объема клетки)

Вид
Орган
Доля митох.
(по объему,%)
Муха комнатная
Летательная мышца
28.2
Саранча перелетная
Летательная мышца
30
Колюшка
Треска
Гипофиз
Красное мыш. волокно
Белое м. волокно
4.2
25.39
1.17
Лягушка
Голубь
Мышь
Печень
Печень
Печень гипофиз
Сердце (желуд)
Сердце (пред)
Лейкоциты
5.38
20.02
16.93
7.5
47.7
34.9
3.6
Человек
Печень
тонкий кишечник
13.22
13.34

29. Митохондриальные болезни

30.

Митохондриальное наследование

31.

Лизосомы

32.

33. Функции лизосом

-защитная
-гетерофагическая(участвуют в обработке
чужеродных соединений, поступивших в
клетку при пино- и фагоцитозе)
-внутриклеточное пищеварение
-эндогенное питание (аутофагия
при голодании)

34.

Лизосомные болезни накопления

35.

Лизосомные болезни накопления

36.

Спасибо за внимание!