Министерство  образования и науки Российской Федерации

     Федеральное агентство по образованию

Государственное учреждение высшего профессионального  образования

     Самарский Государственный Педагогический Университет

     Естественно-географический факультет

Кафедра общей биологии, теории и методики обучения. 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

на  тему: «Биология клетки». 
 
 
 
 
 

 Исполнитель-

студентка 1 курса отделения

 «Химия, биология» Волкова Е. Г. 

Научный руководитель-

старший преподаватель

Глазкова  Л. М. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Самара, 2005 

Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

 

      Большинство организмов состоят из одной или  многих микроскопических структурных  единиц. Эти мельчайшие структуры, способные к самовоспроизведению, называют клетками.

      Бактерии, грибы, некоторые водоросли и бактерии представляют собой отдельные клетки или колонии из нескольких десятков клеток. Грибы, высшие растения и животные состоят из многих миллионов и даже миллиардов клеток. Все клетки, за исключением бактериальных, построены по общему плану. Они имеют ядро и разделены на многочисленные отсеки мембранными перегородками. Такие клетки называют эукариотическими, а организмы, состоящие из них – эукариотами. Бактериальные клетки ядра не имеют, их внутренняя организация проще, чем у эукариот. Такие клетки называют прокариотическими (доядерными), а организмы – прокариотами.  
 
 

(1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

История изучения клетки.

 

     История изучения клетки неразрывно связана  с развитием методов исследования, в первую очередь с развитием микроскопической техники.

     Первый  простой микроскоп появился в  конце XVI столетия. Он был изобретен в Голландии. Об обустройстве этого увеличительного прибора известно, что он состоял из трубы, прикрепленной к подставке и имеющей два увеличительных стекла. Первый, кто понял и оценил значение микроскопа, был английский физик и ботаник Роберт Гук. Он впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей. Изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Р. Гук заметил множество очень мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Он дал им название ячейки или клетки. Это были оболочки растительных клеток. В таком понимании термин «клетка» утвердился в биологии. Все наблюдения и находки Р. Гук описал в сочинении «Микрография, или Некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стёкол». (1665).

     Оптический  прибор стал необходим для научных  исследований. Знаменитый голландский  исследователь Антонии Ван Левенгук (1632-1723) сконструировал микроскоп, с помощью которого можно было увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз.

     (4)

Создание  клеточной теории.

 

      Открытия  XVII-XVIII в.в. показали, что из клеток построены не только растительные, но и животные организмы. Лишь в 1838-1839 г.г. вопрос этот окончательно решили немецкие ученые: ботаник Матиас Шлейден и физиолог Теодор Шванн. Они создали клеточную теорию. Сущность ее заключалась в окончательном признании того факта, что все организмы, как растительные, так и животные, начиная с низших и кончая самыми высокоорганизованными, состоят из простейших частей – клеток.

     В работе «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и  росте животных и растений» (1839) Т. Шванн сформулировал положения  клеточной теории:

1. Клетки разных организмов гамологичны по своему строению.
2. Клетка – элементарная единица живого.
3. Размножение происходит путем деления исходной клетки.
4. Многоклеточные организмы представляют собой клетки, объединенные в целостные, интегрированные системы тканей и органов, подчиненных и связывающих между собой разными формами регуляции.

              Основные особенности клетки.

 

     Каждая  клетка содержит ядро и окружена плазматической мембраной. Эритроциты млекопитающих  и клетки ситовидных трубок флоэмы в процессе своего созревания теряют ядро, а в поперечно-полосатых мышцах и у многих грибов и водорослей на каждую клетку приходится по несколько ядер. У простейших растений и животных весь животный материал заключен в одну плазматическую мембрану. Такие организмы можно считать одноклеточными или бесклеточными (т.е. имеющими тело, не разделенное на клетки). Однако их единственная клетка может быть высоко специализированна как морфологически, так и функционально и может иметь очень большие размеры – крупнее, чем все тело некоторых многоклеточных организмов.

     У разных растений и животных и в  различных органах одного и того же растения или животного клетки разнообразны по своим размерам, форме, окраске и внутреннему строению.  Однако они имеют ряд общих  особенностей: каждая клетка окружена плазматической мембраной, имеет ядро и содержит различного рода внутриклеточные органеллы. К последним относятся митохондрии, ЭПС, АГ, лизосомы и центриоли.

     Все организмы  и составляющие их клетки имеют более или менее определенные размеры и форму. В них происходят метаболические реакции. Они обладают раздражимостью, способностью к движению, росту, размножению и приспособлению к изменениям внешней среды.

     Совокупность  осуществляемой клеткой биохимических  процессов, обеспечивающий ее рост, поддержание и восстановление, называется обменом веществ, или метаболизмом. Цитоплазма каждой клетки непрерывно изменяется: она поглощает новые вещества, подвергает разнообразным химическим изменениям.

     Способность растения или животного приспосабливаться (адаптироваться) к окружающим изменениям позволяет ему выжить в мире. 

     (3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обмен материалами между  клеткой и окружающей средой.

 

     Снаружи каждая клетка одета эластичным покровом, который составляет неотъемлемый функциональный компонент клетки и называется плазматической мембраной. Эта мембрана играет важную роль в регулировании состава клеточного содержимого, так как через нее в клетку поступают все питательные вещества и выходят наружу все отходы или продукты секреции. Мембрана задерживает проникновение в клетку одних веществ  и облегчает поступление других. Клетки почти всегда окружены водной средой; это может быть пресная или морская вода (в случае простейших организмов), тканевый сок (высшие растения), плазма или внеклеточная жидкость (высшие животные).

     У растений почти все клетки имеют, кроме того, толстую клеточную  стенку, состоящую из целлюлозы и  лежащую снаружи от плазматической мембраны (у большинства животных клеток ее нет). Клеточная стенка во многих местах пронизана мельчайшими  отверстиями, через которые цитоплазма одной клетки соединяется с цитоплазмой других, соседних  с ней клеток; через эти отверстия вещества могут переходить из одной клетки в другую. Плотные, прочные клеточные стенки создают опору телу растения.

     Для того чтобы понять механизмы, лежащие в основе обмена материалами между клеткой и окружающей средой, нужно, прежде всего учитывать, что для всех молекул в жидкостях и газах характерна тенденция диффундировать, т.е. перемещаться во всех направлениях до тех пор, пока они не распределяться равномерно по всему доступному пространству.

     Могут ли молекулы данного вещества проходить  через ту или иную мембрану, зависит  от ее структуры и от величины имеющихся  в ней пор. Мембрану называют проницаемой, если через нее проходит любое  вещество, не проницаемой – если она не пропускает ни одно вещество, полупроницаемой, - если через нее могут диффундировать некоторые, но не все вещества. Все клеточные мембраны (окружающие саму клетку, ядра, вакуоли и различные субклеточные структуры) обладают дифференциальной проницаемостью. Диффузия растворенного вещества через полупроницаемую мембрану называется диализом.

     Многие  организмы, обитающие в море, обладают феноменальной способностью избирательно накапливать некоторые вещества из морской воды. Морские водоросли могут накапливать йод в таком количестве, что концентрация его в клетках становится в 2 млн. раз выше, чем в окружающей среде. 
 

(2) 
 

Химический  состав клетки.

 

      В состав клетки входит около 70 химических элементов периодической системы  Д. И. Менделеева. Химические элементы, входящие в состав клетки, подразделяют на  органогены (образующие органические вещества), микроэлементы и макроэлементы. К органогенам относят кислород (65-76%), углерод (15-18%), водород (8-10%), азот (1,5-3%). Макроэлементами являются калий (0,15-0,4%), сера (0,15-0,2%), фосфор (0,2-1%), хлор (0,05-0,1%), магний (0,02-0,03%), натрий (0,02-0,03%), кальций (0,04-2%), железо (0,01-0,015%). Микроэлементы представлены цинком, медью, фтором, йодом, кобальтом, селеном, марганцем и другими. Их содержание в клетках не превышает 0,01%.

      Все химические элементы находятся в  организме либо в виде ионов, либо входят в состав тех или иных соединений – молекул неорганических и органических веществ.

(5)

Неорганические  соединения, входящие в состав клетки.

 

     Вода. Самое распространенное неорганическое соединение в живых организмах – вода. Ее содержание в клетках разного типа колеблется в широких пределах: в клетках эмали зубов воды около 10%, а в клетках развивающегося зародыша – более 90%. В теле медузы воды около 98%. Но  в среднем в многоклеточном организме вода составляет около 80% массы тела.

     Вода  – хороший растворитель для огромного  количества органических и неорганических веществ.

     Вода  принимает участие в явлениях осмоса, играющего важную роль в поддержании постоянства химического состава клетки. Осмосом называется проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества.

     Не  менее важна для клетки и чисто  химическая роль воды. Под действием  специальных ферментов она вступает в реакции гидролиза, т.е. в реакции, при которых к свободным валентностям различных молекул присоединяются ионы ОН^- или Н⁺ воды. В результате образуются новые вещества с новыми свойствами.

     Вода  обладает хорошей теплопроводностью  и большой теплоемкостью, поэтому температура внутри клетки (и организма) более устойчива, чем в окружающей среде. 
 
 
 
 
 

     Минеральные соли. Подавляющая часть неорганических веществ клетки находится в виде солей - либо диссоциированных на ионы, либо в твердом состоянии. Среди первых большое значение имеют катионы K⁺,  Na⁺,  Ca⁺² , которые обеспечивают важное свойство  - раздражимость.

     Нерастворимые минеральные соли, например, фосфорнокислый кальций, обеспечивают прочность костной ткани позвоночных и раковины моллюсков.

     (1)

Органические  соединения, входящие в состав клетки.

 

     Органические  соединения составляют в среднем 20-30% массы клетки живого организма. К  ним относятся биологические  полимеры – белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, а также ряд  небольших молекул – гормонов, пигментов, аминокислот, нуклеотидов, АТФ и т. д. В различные типы клеток входит неодинаковое количество тех или иных органических соединений. Например, в растительных клетках преобладают сложные углеводы – полисахариды; в животных – больше белков, жиров. Тем не менее каждая группа органических веществ в любом типе клеток выполняет сходные функции.