Реферат «Цитология. Строение клетки» Муниципальное образовательное учреждение

Муниципальное образовательное учреждение
«средняя общеобразовательная школа №3»
Реферат
«Цитология.
Строение клетки»
Работу выполнила:
Речевская Дарья
Работу проверили:
Соболева Валентина Яковлевна-учитель биологии
Учителя информатики:
Удальцова Александра Ивановна
Глезденев Виктор Иванович
г. Сосновый Бор
2005
1
Оглавление:
1) Наука цитология………………………………………….3
2) Ученые, положившие начало науке цитологии............4-6
- Роберт Гук (биография)
- Теодор Шванн(биография)
3) Как увидеть и изучить клетку?........................................7-8
4) Клеточная теория……………………………………….8-10
5) Клетка. Виды клеток…………………………………..10-12
6) Проникновение в клетку…………………………………12
- Фагоцитоз
- Пиноцитоз
7) Ядро. Строение ядра……………………………………….8
8) Эндоплазматическая сеть………………………………….9
- Функции эндоплазматической сети
9) Митохондрии……………………………………………..10
10) Аппарат Гольджи…………………………………………11
11) Нуклеиновые кислоты……………………………………12
- ДНК (наследственные болезни, подходы к лечению,
пример решения задачи)
- РНК ( общее понятие о нуклеиновой кислоте)
12) Приложение……………………………………………….13
2
Наука цитология
ЦИТО... (от греч. kytos — вместилище, здесь клетка),
часть сложных слов, указывающая на их отношение к
животным или растительным клеткам.
...ЛОГИЯ (от греч. logos — слово, учение), часть
сложных слов, означающая: наука, знание, учение, напр.,
.
геология, филология
Цитология - наука о клетке. Изучает строение и
функции клеток, их связи и отношения в органах и тканях у многоклеточных
организмов, а также одноклеточные организмы. Исследуя клетку, как
важнейшую структурную единицу живого, цитология занимает
центральное положение в ряду биологических дисциплин; она тесно связана
с гистологией, анатомией растений, физиологией, генетикой, биохимией,
микробиологией и др. Изучение клеточного строения организмов было
начато микроскопистами 17 в. (Р. Гук, М. Мальпиги, А. Левенгук); в 19 в.
была создана единая для всего органического мира клеточная теория (Т.
Шванн, 1839). В 20 в. быстрому прогрессу цитологии способствовали новые
методы (электронная микроскопия, изотопные индикаторы,
культивирование клеток и др.).
3
Ученые, положившие начало науке
цитологии.
Роберт Гук
(18 июля 1635, Фрешуотер, о. Уайт — 3 марта 1703, Лондон)
английский физик, астроном, ботаник и
изобретатель, один из ярчайших представителей
науки 17 века, один из создателей и деятельный член
Лондонского королевского общества, его секретарь в
1677-83 гг., профессор Лондонского университета.
Гук родился в семье настоятеля церкви Всех
Святых. Ребенок был тщедушным и хилым, но, вопреки
опасениям близких, он выжил. Потеряв в 1648 отца,
Гук был определен учеником художника Питера Лели и
переехал в Лондон. Гук впоследствии отзывался о времени обучения довольно
неодобрительно (он не любил запах красок и, кроме того, считал, что глупо
платить за обучение тому, чему можешь научиться и сам). Однако, в
дальнейшем, когда он иллюстрировал свои труды, плоды учебы очень
пригодились.
В четырнадцать лет Гук поступил в Вестминстерскую школу Башби,
где проучился до 1653 г. Он оказался блестящим учеником. Рассказывают,
что он за неделю изучил 6 книг геометрии Евклида. В школе Гук изучил
латинский — язык научного общения того времени, а также греческий и
древнееврейский и даже научился играть на органе
Важным событием в жизни Гука был переезд в Оксфорд, где он стал
студентом колледжа Крайст-черч (Церкви Христовой) и хористом в церкви
этого колледжа, а через год ассистентом, а потом и ближайшим
сотрудником Роберта Бойля. В это же время Гук знакомится с
участниками Оксфордского «Невидимого колледжа» — это было первым
опытом научно-организационного общения, которому суждено было в
дальнейшем занять важное место в его жизни.
В 1662 Оксфордский университет присвоил Гуку степень магистра
искусств, и он был назначен куратором экспериментов Королевского
общества. Это общество тогда еще только формировалось. В 1663 Гук
составил устав Королевского общества, а 3 июня был избран его членом, а
впоследствии (1677) — секретарем.
4
Он стал профессором Грешемовского колледжа и получил квартиру в его
здании, а в январе 1665 был пожизненно избран куратором экспериментов
Королевского общества. Должность куратора была почетной, но далеко не
простой. Нужно было готовить и демонстрировать новые эксперименты.
Куратор не только не получал вознаграждения, но должен был нести и
затраты. Хотя Гук вовсе не был богат, он охотно выполнял эту работу,
которая, помимо всего прочего, помогала его собственным исследованиям, а
также создавала ему авторитет почетного и полезного клиентаконсультанта у мастеров, изготовлявших приборы и инструменты. Вот как
писали о его работе в «Истории Королевского общества»: «Гук произвел
перед Обществом удивительное разнообразие экспериментов, например
относительно действия вакуума, о силе артиллерийского пороха, о
термическом расширении стекла. Между прочими вещами он показал
первый действительный микроскоп и множество открытий, сделанных с
его помощью, первую ирисовую диафрагму и целый ряд новых
метеорологических приборов».
В 1665 вышел из печати капитальный труд Гука — «Микрография». Это
было не только изложение результатов принципиально нового применения
микроскопа как исследовательского инструмента. Книга гораздо шире и
глубже. В ней описано 57 «микроскопических» и 3 «телескопических»
эксперимента. Гук исследует растения, насекомых и животных и делает
важнейшие открытия, касающиеся не только отдельных органов, но и
клеточного строения тканей.
Из работ второй половины 1670-х гг. особо можно выделить
исследования по теории упругости, основным результатом которых явился
знаменитый закон Гука. Если, например, рассматривается удлинение
проволоки под воздействием определенной силы, то этот закон
формулируется так: относительное удлинение (т.е. увеличение длины,
отнесенное к первоначальной длине), пропорционально величине этой силы,
обратно пропорционально сечению проволоки и зависит от того, из какого
материала она изготовлена. Гук даже понял, что такой закон справедлив
только в случае малых деформаций.
Постепенно слабея, Гук не только продолжал работу, но и включал в нее
все новые области. Он заинтересовался устройством мускулов и начал
придумывать их механические модели, получил степень доктора медицины,
занялся изучением янтаря и читал об этом лекции, прочитал также лекцию
о причинах землетрясений.
Последним изобретением больного и почти ослепшего Гука был морской
барометр. Об этом изобретении в феврале 1701 на заседании Королевского
общества доложил Эдмонд Галлей, который уже четверть века назад
вошел в круг близких друзей ученого. Роберт Гук, один из самых
5
разносторонне одаренных людей своего времени, скончался в своей квартире
в Лондоне в Грешемовском колледже 3 марта 1703.
Теодор Шванн
(1810-1882гг.)
Родился 7 декабря 1810 в Нёйсе близ Дюссельдорфа.
Окончил иезуитский колледж в Кёльне, изучал
естественные науки и медицину в Бонне, Вюрцбурге и
Берлине. До 1839 работал ассистентом физиолога
И.Мюллера в Берлине. В 1939–1948 – профессор
физиологии и сравнительной анатомии Лувенского
университета, в 1848–1878 – профессор Льежского
университета.
Наиболее известны работы Шванна в области
гистологии, а также труды, посвященные клеточной
теории. Ознакомившись с работами М.Шлейдена,
Шванн пересмотрел весь имевшийся на то время гистологический материал
и нашел принцип сравнения клеток растений и элементарных
микроскопических структур животных. Взяв в качестве характерного
элемента клеточной структуры ядро, смог доказать общность строения
клеток растений и животных. В 1839 вышло в свет классическое сочинение
Шванна Микроскопические исследования о соответствии в структуре и
росте животных и растений (Mikroskopische Untersuchungen über die
Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen).
Как гистолог Шванн известен работами по тонкому строению
кровеносных сосудов, гладких мышц и нервов. Ученый обнаружил и описал
особую оболочку, окружающую нервное волокно (шванновская оболочка).
Кроме того, Шванн нашел в желудочном соке фермент пепсин и установил
выполняемую им функцию; проиллюстрировал принципиальную аналогию
между процессами пищеварения, брожения и гниения.
Шванн был членом Лондонского королевского общества (с 1879),
Парижской Академии наук (с 1879), Королевской бельгийской академии наук,
литературы и изящных искусств (c 1841).
Умер Теодор Шванн в Кёльне 11 января 1882.
6
Как увидеть и изучить клетку?
Микроскопия - оптическая, совокупность методов наблюдения
микрообъектов с помощью различных оптических микроскопов.
На протяжении длительного времени человек жил в окружении
невидимых существ, использовал продукты их жизнедеятельности
(например, при выпечке хлеба из кислого теста, приготовлении вина и
уксуса), страдал, когда эти существа являлись причинами болезней или
портили запасы пищи, но не подозревал об их присутствии. Не подозревал
потому, что не видел, а не видел потому, что размеры этих микросуществ
лежали много ниже того предела видимости, на который способен
человеческий глаз. Известно, что человек с нормальным зрением на
оптимальном расстоянии (25–30 см) может различить в виде точки
предмет размером 0,07–0,08 мм. Меньшие объекты человек заметить не
может. Это определяется особенностями строения его органа зрения.
Приблизительно в то же время, когда началось исследование космоса с
помощью телескопов, были сделаны первые попытки раскрыть, с помощью
линз тайны микромира. Так, при археологических раскопках в Древнем
Вавилоне находили двояковыпуклые линзы — самые простые оптические
приборы. Линзы были изготовлены из отшлифованного горного хрусталя.
Можно считать, что с их изобретением человек сделал первый шаг на пути
в микромир.
Простейший способ увеличить изображение небольшого предмета - это
наблюдать его с помощью лупы. Лупой называют собирающую линзу с
малым фокусным расстоянием (как правило, не более 10 см), вставленную в
рукоятку.
Создатель телескопа Галилей в 1610 году обнаружил, что в сильно
раздвинутом состоянии его зрительная труба позволяет сильно увеличить
мелкие предметы. Его можно считать изобретателем микроскопа,
состоящего из положительной и отрицательной линз.
Более совершенным инструментом для наблюдения микроскопических
предметов является простой микроскоп. Когда появились эти приборы, в
точности неизвестно. В самом начале XVII века несколько таких
микроскопов изготовил очковый мастер Захария Янсен из Миддельбурга.
В сочинении А. Кирхера, вышедшем в 1646 году, содержится описание
простейшего микроскопа, названного им "блошиным стеклом". Он состоял
из лупы, вделанной в медную основу, на которой укрепляли предметный
столик, служивший для помещения рассматриваемого объекта; внизу
находилось плоское или вогнутое зеркало, отражающее солнечные лучи на
предмет и таким образом освещающее его снизу. Лупу передвигали
посредством винта к предметному столику, пока изображение не
становилось отчетливым и ясным.
Первые выдающиеся открытия были сделаны как раз с помощью
простого микроскопа. В середине XVII века блестящих успехов добился
7
голландский естествоиспытатель Антони Ван Левенгук. В течение многих
лет Левенгук совершенствовался в изготовлении крохотных (иногда меньше
1 мм в диаметре) двояковыпуклых линзочек, которые он изготавливал из
маленького стеклянного шарика, в свою очередь получавшегося в результате
расплавления стеклянной палочки в пламени. Затем этот стеклянный шарик
подвергался шлифовке на примитивном шлифовальном станке. На
протяжении своей жизни Левенгук изготовил не менее 400 подобных
микроскопов. Один из них, хранящийся в университетском музее в Утрехте,
дает более чем 300-кратное увеличение, что для XVII века было огромным
успехом.
В начале XVII века появились сложные микроскопы, составленные из двух
линз. Изобретатель такого сложного микроскопа точно не известен, но
многие факты говорят о том, что им был голландец Корнелий Дребель,
живший в Лондоне и находившийся на службе у английского короля Иакова I.
В сложном микроскопе было два стекла: одно - объектив - обращенное к
предмету, другое - окуляр - обращенное к глазу наблюдателя. В первых
микроскопах объективом служило двояковыпуклое стекло, дававшее
действительное, увеличенное, но обратное изображение. Это изображение
и рассматривалось при помощи окуляра, который играл, таким образом,
роль лупы, но только лупа эта служила для увеличения не самого предмета,
а его изображения. В 1663 году микроскоп Дребеля был усовершенствован
английским физиком Робертом Гуком, который ввел в него третью линзу,
получившую название коллектива. Этот тип микроскопа приобрел большую
популярность, и большинство микроскопов конца XVII - первой половины VIII
века строились по его схеме.
В современном мире огромной популярностью пользуется электронный
микроскоп, то есть прибор, в котором для получения увеличенного
изображения используется электронный пучок. Разрешающая способность
электронного микроскопа в сотни раз превышает разрешающую
способность оптического микроскопа.
Клеточная теория.
Клеточная теория впервые сформулирована Т. Шванном (1838-39).
Современная биология рассматривает многоклеточный организм в его
расчлененности на клетки и целостности, основанной на межклеточных
взаимодействиях.
Клеточная теория - одно из крупных биологических обобщений,
утверждающее общность происхождения, а также единство принципа
строения и развития организмов; согласно клеточной теории, их основной
структурный элемент — клетка.
8
Основные положения клеточной теории.
1)Клетка - основная единица строения и развития всех живых организмов,
наименьшая единица живого.
2)Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны
(гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным
проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3)Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая
клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.
4)В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по
выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы,
которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным
системам их регуляции.
Значение клеточной теории.
Значение клеточной теории: сходство строения, химического состава,
жизнедеятельности, клеточного строения организмов — доказательства
родства организмов всех царств живой природы, общности их
происхождения, единства органического мира.
Клеточная теория, будучи важнейшим достижением естествознания,
обосновав единство клеточной организации и общность происхождения
растений и животных, сыграла огромную роль в развитии всех разделов
биологии, особенно гистологии, эмбриологии, физиологии клетки,
эволюционного учения, генетики. На ее основе сложилось и развивалось
учение о болезненных процессах у животных, растений и человека.
Открытие клетки и создание клеточной теории помогло объяснить
основные закономерности живой природы с материалистических позиций.
Современная клеточная теория исходит из единства расчленённости
многоклеточных организмов на клетки и целостности организма,
основанной на взаимодействии клеток. Чем сложнее организм, тем более
выступает его целостность, которая у животных осуществляется нервной
и гуморальной системами, а у растений - непосредственной
цитоплазматической связью клеток. Электронно-микроскопические
исследования укрепили основные положения клеточной теории. Доказана
универсальность клеточных органоидов в растительных и животных
клетках. Показано, что есть организмы (Procariota), не имеющие
оформленного ядра (например, бактериофаги, вирусы, отчасти бактерии,
сине-зелёные водоросли); некоторые из них (бактерии, водоросли) часто
называют клетками, исходя из наличия у них ДНК, но правильнее оставить
9
понятие клетки за организмами, у которых ДНК оформлена в виде хромосом
и находится в ядрах (Eucariota).
Клетка. Виды клеток.
Клетка - элементарная целостная живая система, основа строения и
жизнедеятельности всех животных и растений. Долгое время биология
изучала свойства животных и растений основе их макроскопического
строения (видимого невооруженным глазом). Глубже в строение и функции
организмов она проникла после открытия их клеточного строения и
изучения клетки как основной структурной и функциональной единицы.
Размеры клеток обычно порядка нескольких микрометров 1 мкм - 0,001
мм); самые мелкие—от 0,5 до 1,2 мкм, что делает недоступными для
изучения невооруженным глазом. Открытие исследование клетки тесно
связано с изобретением и усовершенствованием микроскопа. Таким образом,
ученые выделили два вида клеток: клетку животного и клетку растения.
Животная и растительная клетки.
Сравнение.
Перед тем как начать сравнение надо еще раз упомянуть (хотя об этом
уже не раз говорилось), что и растительные и животные клетки
объединяются (вместе с грибами) в надцарство эукариот, а для клеток
данного надцарства типично наличие мембранной оболочки, морфологически
обособленного ядра и цитоплазмы (матрикс) содержащей различные
органоиды и включения.
Итак, сравнение животной и растительной клеток:
Общие признаки:
1. Единство структурных систем — цитоплазмы и ядра.
2. Сходство процессов обмена веществ и энергии.
3. Единство принципа наследственного кода.
4. Универсальное мембранное строение.
5. Единство химического состава.
6. Сходство процесса деления клеток..
10
Отобразим различия в таблице:
Размер (ширина)
Форма
Клеточная стенка
Клеточный центр
Центриоли
Положение ядра
Пластиды
Вакуоли
Включения
Способ деления
Главный резервный
питательный углевод
Растительная клетка
Животная клетка
10 – 100 мкм
Однообразная – кубическая
или плазматическая.
Характерно
наличие
толстой
целлюлозной
клеточной
стенки,
углеводный
компонент
клеточной оболочки сильно
выражен и представлен
целлюлозной
клеточной
оболочной.
У низших растений.
нет
Ядра
у
высокодифференцированных
растительных клеток, как
правило,
оттеснены
клеточным
соком
к
периферии
и
лежат
пристеночно.
Характерны для клеток
фотосинтезирующих
организмов
(растения
фотосинтезирующие
–
организмы). В зависимости
от окраски различают три
основных
типа:
хлоропласты, хромопласты
и лейкопласты.
Крупные
полости,
заполненные
клеточным
соком — водным раствором
различных
веществ,
являющихся
запасными
или конечными продуктами.
Осмотические резервуары
клетки
Запасные питательные
вещества в виде зерен
крахмала, белка, капель
масла; вакуоли с клеточным
соком; кристаллы солей
Цитокинез путем
образования посередине
клетки фрагмопласта.
Крахмал
10 – 30 мкм
Форма разнообразная
Имеют, как правило тонкую
клеточную стенку, углеводный
компонент относительно тонок
(толщина
10
–
20
нм),
представлен олигосахаридными
группами
гликопротеинов
и
гликолипидов
и
называется
гликокаликсом.
Во всех клетках
есть
У животных клеток они чаще
всего занимают центральное
положение.
нет
Сократительные,
пищеварительные,
выделительные вакуоли. Обычно
мелкие
Запасные питательные
вещества в виде зерен и капель
(белки, жиры, углевод гликоген);
конечные продукты обмена,
кристаллы солей; пигменты
Деление путем образования
перетяжки.
Гликоген
11
Способ питания
Способность к
фотосинтезу
Синтез АТФ
Автотрофный
(фототрофный,
хемотрофный)
есть
Гетеротрофный
В хлоропластах,
митохондриях
В митохондриях
нет
Проникновение в клетку.
1) Фагоцитоз:
Фагоцитоз-поглощение
клеткой из окружающей
среды плотных частиц,
например
белков
и
полисахаридов,
частиц
пищи.
Фагоцитоз
распространен
в
мире
животных.
Так питаются амебы,
инфузории
и
др.
простейшие. У позвоночных животных и человека к активному фагоцитозу
способны только не многие клетки, например лейкоциты.
Наглядное представление о фагоцитозе вы можете увидеть на
иллюстрации.
2) Пиноцитоз:
Пиноцитоз - это универсальный (т.е. характерный как для
растительных, так и для животных клеток) способ
питания, при котором в клетку попадают питательные
вещества в растворенном виде.
По механизму и назначению пиноцитоз сходен с
фагоцитозом, но распространен более широко. При
контакте мембраны с жидкой средой, включающей хим.
вещества, в участке контакта образуется множество
отростков ("вспенивание"). Эти отростки формируются
в пиноцитозные пузырьки, в которых находится капелька среды,
отшнуровываются от мембраны и превращаются в вакуоли - пиносомы.
Пиноцитоз также представлен на иллюстрации.
12
13