1
Введение
Цитология - наука о клетке. Наука о клетке называется
цитологией (греч. 'цитос'-клетка, 'логос'-наука). Предмет
цитологии - клетки многоклеточных животных и растений, а также
одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии,
простейшие и одноклеточные водоросли. Цитология изучает
строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных
структур, функции клеток в организме животных и растений,
размножение и развитие клеток, приспособления клеток к
условиям окружающей среды. Современная цитология - наука
комплексная. Она имеет самые тесные связи с другими
биологическими науками, например с ботаникой, зоологией,
физиологией, учением об эволюции органического мира, а также с
молекулярной биологией, химией, физикой, математикой.
Цитология - одна из относительно молодых биологических наук,
ее возраст около 100 лет. Возраст же термина 'клетка'
насчитывает свыше 300 лет. Впервые название 'клетка' в
середине XVII в. применил Р.Гук. Рассматривая тонкий срез
пробки с помощью микроскопа, Гук увидел, что пробка состоит из
ячеек - клеток.
Клеточная теория. В середине XIX столетия на основе уже
многочисленных знаний о клетке Т. Шванн сформулировал
клеточную теорию (1838). Он обобщил имевшиеся знания о клетке
и показал, что клетка представляет основную единицу строения
всех живых организмов, что клетки животных и растений сходны
по своему строению. Эти положения явились важнейшими
доказательствами единства происхождения всех живых организмов,
единство всего органического мира. Т. Шван внес в науку
правильное понимание клетки как самостоятельной единицы жизни,
наименьшей единицы живого: вне клетки нет жизни.
Изучение химической организации клетки привело к выводу, что
именно химические процессы лежат в основе ее жизни, что клетки
всех организмов сходны по химическому составу, у них однотипно
протекают основные процессы обмена веществ. Данные о сходстве
химического состава клеток еще раз подтвердили единство всего
органического мира.
Современная клеточная - теория включает следующие положения:
клетка - основная единица строения и развития всех живых
организмов, наименьшая единица живого;
клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов
сходны ( гомологичны ) по своему строению, химическому
составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену
веществ;
размножение клеток происходит путем их деления, и каждая
новая клетка образуется в результате деления исходной
(материнской) клетки;
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 регуляции.
Исследования клетки имеют большое значение для разгадки
заболеваний. Именно в клетках начинают развиваться
патологические изменения, приводящие к возникновению
заболеваний. Чтобы понять роль клеток в развитии заболеваний,
приведем несколько примеров. Одно из серьезных заболеваний
человека - сахарный диабет. Причина этого заболевания -
недостаточная деятельность группы клеток поджелудочной железы,
b{p`a`r{b`~yhu гормон инсулин, который участвует в регуляции
сахарного обмена организма. Злокачественные изменения,
приводящие к развитию раковых опухолей, возникают также на
уровне клеток. Возбудители кокцидиоза - опасного заболевания
кроликов, кур, гусей и уток - паразитические простейшие -
кокцидии проникают в клетки кишечного эпителия и печени,
растут и размножаются в них, полностью нарушают обмен веществ,
а затем разрушают эти клетки. У больных кокцидиозом животных
сильно нарушается деятельность пищеварительной системы и при
отсутствии лечения животные погибают. Вот почему изучение
строения, химического состава, обмена веществ и всех
проявлений жизнедеятельности клеток необходимо не только в
биологии, но также в медицине и ветеринарии.
Изучение клеток разнообразных одноклеточных и многоклеточных
организмов с помощью светооптического и электронного
микроскопов показало, что по своему строению они разделяются
на две группы. Одну группу составляют бактерии и сине-зеленые
водоросли. Эти организмы имеют наиболее простое строение
клеток. Их называют доеденными (прокариотами), так как у них
нет оформленного ядра (греч. 'картон'-ядро) и нет многих
структур, которые называют органоидами. Другую группу
составляют все остальные организмы: от одноклеточных зеленых
водорослей и простейших до высших цветковых растений,
млекопитающих, в том числе и человека. Они имеют сложно
устроенные клетки, которые называют ядерными
(эукариотическими). Эти клетки имеют ядро и органоиды,
выполняющие специфические функции.
Особую, неклеточную форму жизни составляют вирусы, изучением
которых занимается вирусология.
Строение и функции оболочки клетки
Клетка любого организма, представляет собой целостную живую
систему. Она состоит из трех неразрывно связанных между собой
частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетка
осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой
и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных
организмах).
Оболочка клеток. Оболочка клеток имеет сложное строение. Она
состоит из наружного слоя и расположенной под ним
плазматической мембраны. Клетки животных и растений
различаются по строению их наружного слоя. У растений, а также
у бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов на поверхности
клеток расположена плотная оболочка, или клеточная стенка. У
большинства растений она состоит из клетчатки. Клеточная
стенка играет исключительно важную роль: она представляет
собой внешний каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор
растительных клеток: через клеточную стенку проходит вода,
соли, молекулы многих органических веществ.
Наружный слой поверхности клеток животных в отличие от
клеточных стенок растений очень тонкий, эластичный. Он не
виден в световой микроскоп и состоит из разнообразных
полисахаридов и белков. Поверхностный слой животных клеток
получил название гликокаликс.
Гликокаликс выполняет прежде всего функцию непосредственной
связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими
ее веществами. Имея незначительную толщину (меньше 1 мкм),
m`psfm{i слой клетки животных не выполняет опорной роли, какая
свойственна клеточным стенкам растений. Образование
гликокаликса, так же как и клеточных стенок растений,
происходит благодаря жизнедеятельности самих клеток.
Плазматическая мембрана. Под гликокаликсом и клеточной
стенкой растений расположена плазматическая мембрана (лат.
'мембрана'-кожица, пленка), граничащая непосредственно с
цитоплазмой. Толщина плазматической мембраны около 10 нм,
изучение ее строения и функций возможно только с помощью
электронного микроскопа.
В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они
упорядочено расположены и соединены друг с другом химическими
взаимодействиями. По современным представлениям молекулы
липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и
образуют сплошной слой. Молекулы белков не образуют сплошного
слоя,