Презентація на тему:
Структура клітини і її компонентів. Історія вивчення клітин. Методи цитологічних досліджень. Будова клітин прокаріотів і еукаріотів.

тема: Структура клітини і її компонентів. Історія вивчення клітин. Методи цитологічних досліджень. Будова клітин прокаріотів і еукаріотів.

1. Клітина - основна одиниця будови і функцій живої природи. 2. Цитологія - наука про клітину. Історія вивчення клітини. 3. Основні положення клітинної теорії, сформульовані Т. Шванном і М. Шлейденом і подальший її розвиток (основні положення сучасної клітинної теорії). 4. Методи цитологічних досліджень. 5. Будова клітин прокаріот та еукаріот.

Протягом багатьох століть учені намагалися з'ясувати, з чого "складаються" людина, тварини, рослини. В чому суть тієї загадкової матерії, яка "живе"? Існує декілька рівнів організації живої матерії і основою основ їх усіх (за винятком вірусів) є клітина - як одиниця живого, найменша структура, яка виконує функції, які і визначають стан, який має назву - життя.

До таких функцій відносяться: поглинання речовин і енергії, використання енергії для побудови складних сполук із більш простих, ріст і розмноження. Деякі організми, наприклад бактерії або амеби, побудовані всього тільки з однієї клітини, інші - із мільярдів клітин.

Однак, хоч різні організми дуже сильно відрізняються один від одного і за розмірами, і за способом життя, між їхніми клітинами багато спільного: всі клітини складаються з хімічних речовин одного і того ж типу і ці речовини підлягають в клітинах однаковим перетворенням.

У багатоклітинних організмів клітини відрізняються за особливостями будови та виконуваними функціями; утворюють тканини, органи та їхні системи. Отже, багатоклітинний організм функціонує як цілісна система, а клітини є його елементарними структурними складовими частинами.

Кожна клітина несе в собі повну характеристику життя. Р.Вірхов

Цитологія (від грец. Kytos - клітина) – наука про клітину. Сучасна цитологія вивчає будову клітин, їх функціонування як елементарних живих систем; досліджує функції окремих клітинних компонентів, процеси відтворення клітин, їх репарацію, пристосування до умов середовища та інші процеси, які дозволяють судити про загальні для всіх клітин властивості і функції. Цитологія розглядає також особливості спеціалізованих клітин, етапи становлення їх особливих функцій і розвиток специфічних клітинних структур.

Предмет цитології Клітини живих організмів – одноклітинних і багатоклітинних Зміст вивчення й експериментального дослідження - Будова і хімічний склад клітин. - Функції внутрішньоклітинних структур. - Функції клітин у живих організмах. - Розмноження і розвиток клітин. - Пристосування клітин до умов навколишнього середовища

Одним із перших творців мікроскопа був англієць Роберт Гук - фізик, метеоролог, біолог, інженер, архітектор, один із найвизначніших представників свого часу. У 1665 р. він опублікував чудовий альбом малюнків під назвою "Мікрографія", що зображують його спостереження під мікроскопом. Серед них був і тонкий зріз пробкової тканини дерева, структура якого нагадувала маленькі камери на зразок приміщень, у яких знаходяться в'язні.

Історія вивчення клітин

Роберт Гук – англійський природодослідник (1665 р.) Ввів поняття "клітина" для характеристики виявлених порожнистих утворень корка

Маргелло Мальчіні – італійський лікар, біолог (1675 р.), Узагальнили і поглибили уявлення про анатомічну будову рослин (вивчили будову провідних елементів, різні тканини) Н. Грю – англійський дослідник (1682 р.)

Удосконалення мікроскопа; вперше описав мікроскопічну будову інфузорій, бактерій, сперматозоїдів тварин, еритроцитів крові Антоні ван Левенгук – голландський учений (1675 р.)

Встановив, що всі рослинні організми утворені тканинами, які, в свою чергу, складаються з клітин Ш. Брісс-Мірбе – французький учений (1802 р.)

Поширив ідею Ш. Брісс-Мірбе про клітинну будову рослин на тваринні організми Жан-Батіст Ламарк – французький учений (1808 р.)

Відкрив ядро в яйцеклітині птахів Ян Пуркіне – чеський учений, гістолог (1825 р.)

Відкрив яйцеклітину в ссавців; встановив, що всі багатоклітинні організми починають свій розвиток з однієї клітини Карл Бер – російський природодослідник (1827 р.)

Уперше описав ядро в рослинних клітинах Роберт Броун – англійський учений, ботанік, один із засновників ембріології рослин (1831 р.)

Висловив положення про єдність рослин і тварин на підставі спільності для них клітинної будови Горянінов П.Ф. – російський учений (1834 р.)

Основоположники клітинної теорії Маттіас Шлейден – німецький учений ботанік, Теодор Шванн – німецький учений, зоолог (1839 р.)

що всяка клітина утворюється з існуючої клітини в результаті її поділу Рудольф Вірхов – німецький учений, патолог (1859 р.) Доповнив клітинну теорію важливим положенням про те,

Основні положення клітинної теорії, сформульовані Т. Шванном і М. Шлейденом у 1839 р. та Основні положення сучасної клітинної теорії.

Положення клітинної теорії Т. Шванна, М. Шлейдена (1839 р.) Положення сучасної клітинної теорії 1) "Всі організми складаються з клітин; клітини ці утворюються і ростуть за однаковими законами" 1) Визначення поняття "клітина". Клітина - елементарна жива система, основа будови, життєдіяльності, розмноження та індивідуального розвитку прокаріот і еукаріот

Положення клітинної теорії Т. Шванна, М. Шлейдена (1839 р.) Положення сучасної клітинної теорії 2) Загальний принцип розвитку для елементарних частин організму - клітиноутворення... Клітини утворюються із безструктурної субстанції..." 2) Утворення клітин у процесі індивідуального розвитку. Нові клітини утворюються тільки шляхом поділу інших клітин

Положення клітинної теорії Т. Шванна, М. Шлейдена (1839 р.) Положення сучасної клітинної теорії 3) "Кожна клітина в певних межах є індивід, самостійне ціле... Всі тканини складаються з клітин..." 3) Клітина і організм. Клітини можуть бути самостійними організмами. Ріст і розвиток багатоклітинного організму - наслідок росту і розмноження однієї або декількох клітин

Положення клітинної теорії Т. Шванна, М. Шлейдена (1839 р.) Положення сучасної клітинної теорії 4) "Процеси в клітинах можна поділити на: а) утворення нових клітин; б) ріст клітин; в) перетворення клітинного вмісту; г) виділення" 4) Функції клітин. У клітинах здійснюється: а) обмін речовин; б) подразливість; в) рух; г) розвиток і спеціалізація

Положення клітинної теорії Т. Шванна, М. Шлейдена (1839 р.) Положення сучасної клітинної теорії 5) Доповнення до Положення клітинної теорії, яке сформулював Р. Вірхов (1859 р.): "Будь-яка клітина походить від іншої клітини. Там, де з'являється клітина, повинна бути клітина-попередник" 5) Еволюція клітини. Клітинна організація виникла дуже рано і пройшла довгий шлях еволюційного розвитку від прокаріот до еукаріот

Методи цитологічних досліджень.

1. Метод світлової мікроскопії, за допомогою якого можна вивчати загальний план будови клітин та їхні органели, розміром не менш ніж 200 нм. Сучасні світлові мікроскопи можуть забезпечувати збільшення об'єктів у 2-3 тис. разів. У наш час цей метод знайшов цілий ряд доповнень і модифікацій, що значно розширило коло задач і питань, які вирішує цитологія.

2. Застосування електронної мікроскопії, яка відкрила надзвичайно широкі перспективи. Електронний мікроскоп здатний збільшувати зображення дослідження до 500.000 разів і більше. Завдяки йому були відкриті ті структури клітини, які мають розміри, менші за довжину світлової хвилі; з'явилася можливість розглянути віруси і рибосоми - органели, на яких відбувається біосинтез білка.

3. Метод прижиттєвого вивчення. За допомогою даного методу можна вивчати певні процеси життєдіяльності клітини (рух цитоплазми, процес поділу тощо).

4. Метод флуоресцентної мікроскопії. Суть його полягає в тому, що ціла низка речовин має здатність світитися при поглинанні ними світлової енергії. Спектр флуоресценції завжди зміщений в бік довгих хвиль по відношенню до збуджуваного флуоресценцією опромінення. Так, наприклад, виділений хлорофіл при освітленні в ультрафіолетових променях буде світитися червоним кольором.. Зазвичай у таких мікроскопах застосовуються фільтри, які дають освітлення в синьо-фіолетовій гамі..

5.Метод фракціонування клітин. Цитологи можуть також отримувати і вивчати різні компоненти клітини. При цьому клітини попередньо подрібнюють і в особливих пробірках уміщують у центрифугу - прилад, здатний розвивати швидкі колові оберти. Оскільки різні клітинні структури мають неоднакову щільність, вони під час роботи центрифуги осідатимуть неодночасно й утворюватимуть шари: щільніші - швидше, і тому опиняться внизу, а менш щільні - повільніше, вони розташовуються зверху.

6. Метод авторадіографії – реєстрації речовин, мічених ізотопами. За допомогою цього методу можна побачити, в які частини клітини потрапляють речовини, мічені радіоактивними ізотопами. Це важливо для з'ясування особливостей функціонування клітини. Даний метод – один із основних методів, який дає можливість вивчати динаміку синтетичних процесів, порівнювати їх інтенсивність у різних клітинах на одному і тому ж апараті.

Особливості будови клітин прокаріот та еукаріот

Існує дві ступені організації клітини: прокаріотична клітина (від грец. pro - до, karion - ядро) - не має ядра (у прокаріотів - бактерій і синьо-зелених водоростей) і еукаріотична клітина (від грец. ey - повністю, добре) - має ядро (в усіх інших одно- і багатоклітинних організмів).

Характерні ознаки клітин прокаріот та еукаріот

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Форма Одноклітинні Одноклітинні і багатоклітинні

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Генетичний матеріал Кільцева ДНК знаходиться в цитоплазмі і нічим не захищена. Ядра немає, хромосом і ядерця також Є оформлене ядро, в якому лінійні молекули ДНК зв'язані з білками і РНК і утворюють хромосоми. Всередині ядра знаходиться ядерце

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Де відбувається синтез білка В 70S-рибосомах. Ендоплазматичної сітки немає. (Синтез білка характеризується чутливістю до антибіотиків; наприклад, розвиток прокаріот гальмується стрептоміцином.) У 80S-рибосомах (більш великих, порівняно з прокаріот, рибосомами). Рибосоми можуть бути прикріплені до ендоплазматичної сітки

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Клітинні стінки Жорсткі (містять полісахариди і амінокислоти). Основний компонент - муреїн. Деякі над клітинною стінкою мають слизову капсулу Основний структурний полісахарид – целюлоза. Як такої клітинної стінки немає, але є поверхневий шар над плазматичною мембраною, який складається з білків, зв'язаних з вуглеводами і, частково, зі сполук ліпідів з вуглеводами і називається глікокалікс

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Джгутики Прості (мікротрубочки відсутні). Діаметр ≈ 20 нм Складні з розташуванням мікротрубочок. Діаметр ≈200 нм

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Органели Мало. Жодна з них не має оболонки (подвійної мембрани). Внутрішні мембрани зустрічаються рідко, але якщо вони є, то на них проходять процеси дихання і фотосинтезу Органел багато. Деякі оточені подвійною мембраною (ядро, мітохондрії, хлоропласти у рослинних клітинах). Велика кількість органел оточена однією мембраною (апарат Гольджі, лізосоми, ендоплазматична сітка ...)

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Ендоплазматична сітка Відсутня Є

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Клітинний центр Немає Є (у більшості) Є

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Мітохондрії Відсутні Є Комплекс Гольджі Немає Є Лізосоми Немає Є

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Пластиди Відсутні У рослин є, у тварин немає Вакуолі Немає (за винятком газових вакуолей у мешканців водойм або капілярів грунту) У рослин є, у тварин немає

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Поділ клітин Амітоз (прямий поділ) Мітоз (непрямий)

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Дихання Якщо є аеробне дихання, то цей процес відбувається в дихальних (цитоплазматичних) мембранах, а спеціальної органели для даного процесу немає Аеробне дихання відбувається в мітохондріях

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Фотосинтез Хлоропласти відсутні. А якщо даний процес є, то він відбувається на фосинтетичних мембранах Процес фотосинтезу відбувається в хлоропластах, які містять спеціальні мембрани, які зазвичай укладені в ламели або грани (у тварин немає)

Ознаки Прокаріоти Еукаріоти (рослини/ тварини) Фіксація азоту Деякі прокаріоти здатні до фіксації азоту Не здатні до фіксації азоту

Всі клітини складаються з поверхневого апарату і цитоплазми, в якій розташовані певні органели та включення. Залежно від особливостей будови клітин всі організми поділяють на два надцарства - Еукаріоти і Прокаріоти. Всі типи прокаріотів (як видно з таблиці) не мають ядра і багатьох органел, притаманних клітинам еукаріотів.