Структурно-функциональная организация клеток

1. Структурно-функциональная организация клеток

Структурнофункциональная
организация клеток

2. Клетка – это структурная и функциональная единица живого организма, которая несет генетическую информацию, обеспечивает

обменные процессы, способна к
регенерации и самовоспроизведению.

3. История открытия клетки

4. В 1665 Роберт Гук ввёл в науку термин «клетка».

• разглядывая в микроскоп
тонкие срезы сердцевины
бузины и пробкового дерева,
обнаружил множество
разделённых перегородками
крошечных ячеек,
напомнивших ему соты в
пчелиных ульях, и эти ячейки
были названы учёным
клетками

5.

• М. Мальпиги (1675)
• Н. Грю (1682)
• Подтвердили клеточное
строение растений.
• А. ван Левенгук (1674)
• Рассмотрел в микроскоп и
описал бактерии, дрожжи,
клетки крови и половые клетки

6.

• Карл Бэр (1827) – открыл яйцеклетку млекопитающих и
установил, что все многоклеточные организмы начинают своё
развитие из одной клетки.
• Ян Пуркинье (1830) – описал вязкое студенистое вещество
внутри клетки и назвал его «протоплазма».
• Роберт Броун (1831) – открыл ядро клетки.

7.

1839
• Третий вывод был ошибочен

8.

9.

• После улучшения увеличительной способности
микроскопа в начале 20 века были открыты пластиды,
митохондрии, Аппарат Гольджи, выяснено строение
ядра и закономерности клеточного деления, процесс
созревания половых клеток и оплодотворение.
•В 1932 году Макс Кнолль и
Эрнст Руска построили
первый прототип
электронного микроскопа,
с его помощью стало
возможным рассмотреть и
описать микроскопические
структуры клетки и
клеточная теория
дополнилась новыми
сведениями.
Э. Руска
М. Кнолль

10.

11. Строение клетки

12.

9

13.

В каких клетках
присутствует
Во всех
Животных
Растительных
Название
органоида
Строение и
особенности
Функции

14. Органеллы свойственные всем типам клеток

• Клеточная (плазматическая) мембрана – оболочка, которая отделяет клетку от
внешней среды, обеспечивает транспорт веществ в клетку и выведение продуктов
синтеза или жизнедеятельности. Мембрана клетки растений состоит из клетчатки и
выполняет опорную функцию. Для клеток животных характерна трехслойная, прочная
мембрана, построена из липидов и протеинов.
• Ядро – один из важных компонентов клетки, содержит генетическую информацию и
обеспечивает передачу ее потомкам. Окружено двойной мембраной (ядерной
оболочкой), что изолирует его от цитоплазмы. Ядро отвечает за процессы обмена
веществ клетки. Ядро содержит одно или несколько ядрышек, они посылают сигналы
рибосомам о необходимости выработки белка.
• Цитоплазма – вязкая прозрачная среда, заполняющая клетку. В цитоплазме размещены
все органоиды. Цитоплазма состоит из системы микротрубочек, которая обеспечивает
четкое перемещение всех органелл. А также контролирует транспорт синтезированных
веществ.
• Цитоскелет - это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой
клетки. Это динамичная, изменяющаяся структура, в функции которой входит
поддержание и адаптация формы клетки ко внешним воздействиям, экзо- и эндоцитоз,
обеспечение движения клетки как целого, активный внутриклеточный транспорт и
клеточное деление. Цитоскелет образован белками.

15.

• Эндоплазматическая сеть – мембранная органелла, состоит из цистерн и
канальцев, на поверхности которых происходит синтез рибосом
(гранулярная ЭПС). Места, где нет рибосом, образуют гладкий
эндоплазматический ретикулум. Основной функцией гладкой
эндоплазматической сети является синтез липидов (жиров). Гранулярная и
агранулярная сеть не отграничены, а переходят друг в друга и соединяются с
оболочкой ядра.
• Комплекс (Аппарат) Гольджи – стопка цистерн, сплюснутых в центре и
расширенных на периферии. Предназначен для завершения синтеза белков и
дальнейшего транспорта их из клетки, вместе с ЭПС образует лизосомы.
• Митохондрии – двухмембранные органоиды, внутренняя мембрана
формирует выступы внутрь клетки – кристы. Отвечают за синтез АТФ,
энергетический обмен. Выполняет дыхательную функцию (поглощая
кислород и выделяя СО2).
• Рибосомы – это мелкие тельца, по форме напоминающие восьмёрку, в их
структуре выделяют малую и большую субъединицы. Они отвечают за
синтез белка.
• Лизосомы – осуществляют внутриклеточное переваривание, за счет
содержания гидролитических ферментов. Расщепляют захваченные
чужеродные вещества и удаляют ненужные клетке структуры. Лизосомы, как
правило, имеют сферическую, овальную, иногда тубулярную форму.

16. Органеллы растительной клетки

• Клеточная стенка формируется из клеточной пластинки, образуя первичную и
вторичную клеточную оболочки. Клеточная стенка построена из целлюлозы и
пектина.
Функции клеточной стенки:
• Поддержание тургора клетки.
• Придает форму клеткам, выполняя роль скелета.
• Накапливает питательные продукты.
• Защищает от внешнего воздействия.
• Плазмодесмы - цитоплазматические мостики, соединяющие соседние клетки
растений. Благодаря плазмодесмам растительные клетки образуют многоклеточные
структуры - симпласты, в пределах которых между клетками напрямую передаются
ионы и малые молекулы. Плазмодесмы могут закрываться и открываться.

17.

• Вакуоли – органеллы, наполненные клеточным соком, участвуют в
переваривании органических веществ (сходны с лизосомами животной
клетки). Образуются при помощи совместной работы ЭПС и комплекса
Гольджи. Сначала формируется и функционирует несколько вакуолей,
во время старения клетки они сливаются в одну центральную вакуоль.
• Пластиды – автономные двухмембранные органеллы, внутренняя
оболочка имеет выросты – ламеллы. Все пластиды делят на три типа:
Лейкопласты – безпигментные образования, способны запасать
крахмал, белки, липиды;
хлоропласты – зеленные пластиды, содержат пигмент хлорофилл,
способны к фотосинтезу;
хромопласты – кристаллы оранжевого цвета, из-за наличия пигмента
каротина.

18. Органеллы животной клетки

• Центриоли – парные органеллы, расположены вблизи ядра.
Принимают участие в формировании веретена деления и
способствуют равномерному расхождению хромосом к разным
полюсам клетки.
• Микроворсинки - вырост животной клетки, имеющий
пальцевидную форму и содержащий внутри цитоскелет. Служат
для увеличения клеточной поверхности.

19.

20. Прокариоты и эукариоты

• Прокариоты — живые организмы,
состоящие из клеток, которые не
имеют клеточного ядра и
мембранных органелл.
• Эукариоты — живые организмы,
клетки которых содержат ядро, а
также мембранные органеллы
(митохондрии, эндоплазматическая
сеть, комплекс Гольджи, лизосомы).

21.

• Генетический материал ДНК у прокариот не связан в ядре. ДНК
менее структурирована и одноконтурная.
• ДНК эукариот организована в хромосомы.
• Большинство прокариот состоят только из одной клетки
(одноклеточные), но есть несколько и многоклеточных.
• Эукариотические организмы могут быть одноклеточными и
многоклеточными.
• К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии
(синезелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических
клеток являются органеллы эукариотических клеток —
митохондрии и пластиды.

22. Бактерии

• Бактерии - это микроорганизмы с прокариотным типом
строения клетки: генетический аппарат у них не заключён в
обособленное мембраной клеточное ядро.
• Бактерии могут быть одиночными, образовывать пары,
короткие и длинные цепочки, грозди, формировать пакеты по
4, 8 и более клеток (сарцины), розетки, сети и мицелий
(актиномицеты). Известны также многоклеточные формы,
образующие прямые и ветвящиеся трихомы (микроколонии).
• Встречаются как подвижные, так и неподвижные бактерии.
Первые чаще всего перемещаются с помощью жгутиков, иногда
путём скольжения клеток. Известно также «прыгающее»
движение, природа которого не выяснена.

23. Формы бактерий

Чаще бактериальная
клетка имеет вид палочки
(бациллы), сферическую
(кокки), форму грозди
(стафилококки) или
извитую (вибрионы,
спириллы и спирохеты)
форму. Обнаружены виды
с треугольными,
квадратными,
звездчатыми и плоскими
(тарелкообразными)
клетками. Некоторые
бактерии содержат
цитоплазматические
выросты – простеки.

24. Виды бактерий по составу клеточной стенки

Виды бактерий по потребности в кислороде
• Аэробы
• Анаэробы
• Факультативные
Виды бактерий по составу клеточной стенки
• Поверх клеточной мембраны у бактерий есть оболочка из пептидогликана,
толщина которой определяет цвет окрашивания после применения химического
процесса, называемый окрашиванием по методу Грама.
• Грамположительные бактерии покрыты толстым слоем пептидогликана и
окрашивают образец в синий цвет.
• Другие бактерии окрашиваются в красный цвет. Они называются
грамотрицательными.

25. Строение бактериальной клетки

Волютин - полифосфатные включения,
обеспечивающие временный резерв
питательных веществ.
Жгутик – органоид движения.
Мезосома – выпячивание
цитоплазматической мембраны, участвует
в клеточном делении.
• Нуклеоид – бактериальная
хромосома.
• Пили - нитевидные белковые
структуры, участвуют в передаче
генетического материала между
бактериальными клетками
(конъюгация), прикреплении бактерий
к субстрату и другим клеткам,
отвечают за адаптацию организмов,
служат местами прикрепления многих
бактериофагов.
• Плазмида - небольшие молекулы
ДНК, физически обособленные от
хромосом и способные к автономной
репликации (удвоению)

26. Классификация важна для определения метода борьбы с болезнетворными бактериями.

• Каждый патоген характеризуется особыми взаимодействиями с организмом хозяина.
• Некоторые возбудители, такие как виды родов Staphylococcus и Streptococcus,
вызывают кожные инфекции, пневмонию, менингит и даже сепсис, системный
воспалительный ответ, переходящий в шок, массивную вазодилатацию сосудов и
заканчивающийся смертью. При этом те же самые микроорганизмы входят в состав
нормальной микрофлоры человека и зачастую обитают на коже и внутри полости
носа, не вызывая никакого заболевания.
• Другие бактерии всегда вызывают болезнь, например, риккетсии, которые являются
облигатными внутриклеточными паразитами и могут размножаться только внутри
клеток организма-хозяина. Один вид риккетсий вызывает сыпной тиф, другой
является возбудителем пятнистой лихорадки Скалистых гор. Другой род
облигатных внутриклеточных паразитов, Chlamydia, включает возбудителей
пневмонии, инфекций мочевыводящих путей и коронарной недостаточности.
• Бактериальные инфекции можно лечить антибиотиками, в числе которых выделяют
бактерицидные препараты, которые убивают бактерии, и бактериостатики, только
подавляющие их рост.

27. Бактерии получают энергию двумя способами: поглощая свет в ходе фотосинтеза или окисляя химические соединения (хемосинтез)

Бактерии получают энергию двумя способами:
поглощая свет в ходе фотосинтеза или окисляя химические
соединения (хемосинтез)
• Хемотрофы используют в качестве источника энергии химические
вещества.
• Хемотрофы подразделяются на несколько групп:
•Бактерии, использующие неорганические вещества, такие как
водород, угарный газ или аммиак, называются литотрофами
•Бактерии, окисляющие органические соединения, называются
органотрофами.
• Многие бактерии удовлетворяют свои потребности в углероде за счёт
органических соединений; такие бактерии называются гетеротрофами.
• Другие бактерии, например, цианобактерии и некоторые пурпурные
бактерии, являются автотрофами, то есть получают углерод, фиксируя
углекислый газ.

28. Применение бактерий

• Некоторые бактерии, например, молочнокислые, наряду с дрожжами и
плесневыми грибками в течение нескольких тысяч лет использовались
людьми для приготовления продуктов брожения, в числе которых сыры,
квашеная капуста, соевый соус, уксус, вино и йогурт
• Способность бактерий разлагать разнообразные органические соединения
находит применение в переработке отходов. Бактерии, способные
разрушать углеводороды нефти, часто используются для устранения
разливов нефти.
• В химической промышленности бактерии играют наиболее важную роль в
производстве чистых химических соединений, которые используются в
фармацевтике или агрохимии.
• Бактерии можно использовать вместо пестицидов для биологической
защиты растений. Бактерии входят в состав инсектицидов. Благодаря узкой
специфичности такие пестициды считаются экологичными и безопасными
для человека, диких животных, опылителей и других полезных насекомых.

29. Вирусы – неклеточная форма жизни

• Вирусы —
микроскопические
частицы, способные
заражать живые
организмы.
• Вирусы мельче
бактериальных
клеток в 10–100 раз.
• Вирусы не имеют
клеточного строения.
• Вирусы —
пограничная форма
между живой и
неживой природой

30. Строение вирусов

• Самые просто устроенные вирусные
частицы — вирионы —
представляют собой молекулы
наследственного материала
(нуклеиновые кислоты),
заключённые в белковую оболочку
(капсид).
• Некоторые вирусы устроены сложнее:
поверх капсида у них есть
дополнительная оболочка —
суперкапсид.

31. Механизм действия вирусов

• Вирионы большинства вирусов не проявляют
никаких признаков биологической активности,
пока не соприкоснутся с клеткой-хозяином.
• После чего образуют комплекс «вирус—клетка»,
способный жить и «производить» новые вирионы.
• При заражении клетки вирион либо вводит в
клетку-хозяина только свой геном (например,
бактериофаги),
• либо проникает в клетку практически полностью
(большинство других вирусов).

32. Разнообразие форм вирусов

• Вирусные частицы
имеют разнообразную
форму: округлую,
вытянутую,
палочковидную или
даже форму кристалла.
Некоторые вирусы
имеют белковые
хвостовые нити,
поверхность других
покрыта шипами или
выростами сложной
формы.

33.

34. Бактериофаги - вирусы, поражающие бактериальные клетки

Бактериофаги вирусы, поражающие
бактериальные клетки
• Вирусы поражают клетки
организмов из всех царств.
Существуют вирусы,
размножающиеся в клетках
растений, грибов и животных,
в том числе человека.
• К вирусным заболеваниям
человека относят грипп,
ветрянку, свинку, корь,
гепатит, ВИЧ и другие.

35. Одноклеточные и многоклеточные организмы

У некоторых из них имеются
структуры для активного
передвижения: жгутики (некоторые
бактерии, эвглена зеленая, водоросль
хламидомонада), реснички
(инфузория-туфелька) и ложноножки
(амеба).
• Одноклеточные
организмы встречаются
среди бактерий, грибов,
растений и животных.
• Это организмы, тело
которых состоит из
одной клетки. Все
процессы их
жизнедеятельности,
такие как питание,
дыхание, выделение,
размножение,
осуществляются в
одной клетке.

36.

• Иногда группы одноклеточных организмов
образуют скопления - колонии. Клетки
колониальных организмов не
специализированы, поэтому могут
существовать и самостоятельно. Примером
таких организмов являются некоторые
бактерии, вольвокс.
• Тела многоклеточных организмов состоят
из множества клеток, каждая из которых
специализирована для выполнения
определенных функций: обеспечивают
питание, дыхание, размножение и др. К
многоклеточным организмам относятся
представители царства растений, животных и
грибов.