По благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II Автор С. Ю. Вертьянов ( E - mail : SergijV@ yandex. ru ) Под общей научной редакцией д.б.н. М. Г.

Страница 7 из 16

В клетках мышц этого запаса хватает на несколько десятков со­кращений, а дальше количество АТФ должно восполняться. Син­тез АТФ из АДФ и АМФ происходит за счет энергии, выделя­ющейся при расщеплении углеводов, липидов и других веществ. Превращение АТФ в АДФ На выполнение умственной работы также затрачивается большое количество АТФ. По этой причине людям умствен­ного труда требуется повышенное количество глюкозы, рас­щепление которой обеспечивает синтез АТФ. Другие соединения.

Клетки синтезируют и другие веще­ства, необходимые для жизнедеятельности организма. Кроме небелковых гормонов, непосредственно используе­мых организмом (см. § 3), существуют так называемые ле­тучие гормоны, посредством которых насекомые сообщают друг другу о нахождении пищи, опасности, привлекают осо­бей другого пола. Действие гормонов на организм столь ощу­тимо, что живые существа распознают их в ничтожных ко­личествах.

Шелкопряды чувствуют запах ароматической же­лезы другой особи на расстоянии до 3 км. Существуют гормоны и у растений – фитогормоны. Они ускоряют рост и созревание плодов. Кроме гормонов, клет­ки растений синтезируют соединения, привлекающие опыля­ющих насекомых и отпугивающие растительноядных. Расте­ния способны вырабатывать вещества, подавляющие рост кон­курирующих видов. 1. В чем состоит основная функция АТФ? 2. Какие связи называют макроэргическими? 3. Назовите органоиды, синтезирующие АТФ?

За счет какой энергии происходит этот синтез? 4. Почему спортсменам и людям умственного труда требуется особенно много глюкозы? 5. Какие функции небелковых гормонов вы знаете? Глава 2. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ Клетка способна к самосохранению, саморегуляции и са­мовоспроизведению. Она обладает всеми свойствами живой си­стемы: растет, размножается, осуществляет обмен веществ и энергии, реагирует на внешние раздражители и способна к движению.

Ни одна из ее составных частей не обладает со­вокупностью этих качеств. Поэтому клетка является наи­простейшей биосистемой – элементарной единицей жизни. В процессе жизнедеятельности различные функции клет­ки осуществляются ее составными частями – оболочкой, органоидами и ядром. Органоиды могут иметь мембрану (мем­бранные), а могут и не иметь ее (немембранные).

Клетка бактерий и синезеленых водорослей не имеет офор­мленного ядра. Такие организмы называют прокариотами (<греч. karion ядро). Существа, клетки которых содержат ядра, ученые назвали эукариотами. Существуют организмы, состоящие из одной клетки, – это бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли. Многокле­точные организмы состоят из групп клеток, различных по своему строению.

Например, из нервных, костных и мышеч­ных клеток – у животных; клеток корня, стебля и листьев – у растений. § 7. Клеточная теория Термин «клетка» ввел в середине 1665 г. английский нату­ралист Р. Гук. Рассматривая в микроскоп собственной конструк­ции тонкий срез пробкового дерева, Гук увидел, что вещество состоит из ячеек, названных им клетками. В 1833 г. шотландс­кий ботаник Р.

Броун обнаружил внутри клеток растений плот­ные образования, которые назвал ядрами. В 1838 г. немецкий биолог М. Шлейден первым пришел к замечательному выводу: ядро является обязательным элементом строения всех клеток, и показал важность ядра для формирования клеток. Это откры­тие положило основу для изучения структуры всех клеток. Ознакомившись с исследованиями М.

Шлейдена, его сооте­чественник физиолог Т. Шванн был обрадован: похожие на ядра образования он обнаружил и в клетках животных. Вместе эти ученые сформулировали клеточную теорию, основное положе­ние которой гласит: все растительные и животные организ­мы состоят из клеток, сходных по строению. Т. Шванн и М. Шлейден полагали, что новые клетки могут формироваться в организме из межклеточного вещества. В 1858 г. немецкий анатом Р.

Вирхов доказал, что каж­дая новая клетка возникает только от такой же клетки пу­тем деления. Ему принадлежит знаменитая формулировка «omnis cellula ex cellula » («всякая клетка от клетки»). Академик Российской Академии наук К. Бэр обнаружил у млекопитающих яйцеклетку и показал, что с этой единствен­ной клетки начинают свое развитие все организмы.

Таким об­разом, клетка – не только самая простая единица живого, но и элементарная единица развития жизни. Успехи науки, изучающей строение и функции клеток, – цитологии (<греч. kytos сосуд) – неразрывно связаны с раз­витием методов исследования: совершенствованием светового микроскопа и появлением электронного, применением методов выявления клеточных структур путем их избирательного ок­рашивания специальными красителями.

Стеклянная капелька голландского исследователя Антони ван Левенгука (начало XVIII в.) увеличивала объекты в 270 раз. Современные световые микроскопы дают увеличение в 3 000 раз, а электронные – в 1 000 000 раз. Появившиеся в 1940-х годах электронные микроскопы вместо света используют по­ток электронов, а вместо линз – электромагнитные поля, фо­кусирующие электроны.

С использованием электронного мик­роскопа удалось исследовать устройство органоидов клетки. Состав и строение клетки изучают также методом центри­фугирования. Ткани предварительно измельчают до разрушения клеточных оболочек и помещают в центрифугу. Различные кле­точные органоиды имеют разную плотность. При вращении более плотные органоиды осаждаются быстрее и попадают на внешние слои, а менее плотные, слой за слоем, – на внутрен­ние.

Эти слои разделяют и исследуют органоиды отдельно. Для изучения однотипных растительных или животных клеток широко используется метод культуры клеток и тканей. Из одной или нескольких клеток на специальной питательной среде выращивается группа клеток или даже целое растение. Клеточная теория, основанная в XIX века, сохраняет свое значение и в современной науке.

Теперь она дополнена результатами многочис­ленных исследований химического состава, строения и функций кле­ток различных организмов, изучением закономерностей их развития и размножения. Клетки человеческого мозга – нейроны Различные формы клеток: 1 – эпителий кишечника, 2 – бактерии, 3 – амеба, 4 – инфузория-туфелька, 5 – икринка (яйцеклетка)

, 6 – эвглена зеленая, 7 – эритроциты, 8 – лейкоциты, 9 – нервная клетка, 10 – мышечная клетка Современная клеточная теория включает следующие основные положения: 1. Все организмы состоят из клеток, которые являются их основной структурной и функциональной единицей. 2. Клетки всех организмов сходны по своему химическо­му составу, строению и функциям. 3.

Каждая новая клетка образуется только в результа­те деления материнской. 4. В многоклеточных организмах клетки специализируют­ся по функциям и образуют ткани. 5. Клетки многоклеточных организмов имеют одинаковую генетическую информацию, но отличаются активностью различных генов, что приводит к дифференцировке кле­ток – различиям в их строении и функционировании.

Строение животной клетки Остановимся подробнее на этих положениях. Клетки имеют способность к росту, размножению, дыханию, выделению, используют и превращают виды энергии, реагируют на вне­шние раздражители. Отдельные части клетки (органоиды) не в состоянии выполнить весь комплекс жизнедеятельности, поэтому клетка – наименьшая единица живого.

Жизнь многоклеточного организма строится в удивитель­но тесном и слаженном взаимодействии его клеток. Так, эрит­роциты обеспечивают кислородом все клетки организма, сек­реторные клетки выделяют гормоны для многих других кле­ток, а нейроны образуют целые сети в организме. Неклеточную форму жизни имеют лишь вирусы. Они очень просты по строению, их изучением занимается вирусология.

В зависимости от предназначения клетки ее форма и размер могут быть самыми различными. Клетки покровных тканей плоские, а нервных – вытянуты в длинные нити. Встречают­ся шаровидные, дисковидные и кубические клетки. Средний размер растительных клеток 30-40 микрометров (1 мкм =10-6м), животных 20-30 мкм. Длина отдельных отростков нервных кле­ток может достигать 1 метра.

При всем многообразии клетки сходны по своему химичес­кому составу, строению и функциям. Все они имеют ядро и цитоплазму. В цитоплазме в световой микроскоп видны орга­ноиды: пластиды, митохондрии, комплекс Гольджи и др. Строение растительной клетки Исследование жизнедеятельности клеток имеет большое значение для предупреждения и лечения многих заболеваний.

Именно в клетках появляются и развиваются нарушения, приводящие к серьезным расстройствам всего организма. Ра­ковые опухоли представляют собой злокачественные измене­ния, возникающие в клетках. Недостаточная активность груп­пы клеток поджелудочной железы, вырабатывающих гормон инсулин, приводит к заболеванию сахарным диабетом. У до­машних животных проникновение простейших (кокцидий)

Претензии к содержанию