Примерное время на чтение статьи: 42 минуты

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТОК.

ЦИТОЛОГИЯ КАК НАУКА.

Клетка обладает всеми свойствами живой системы и является элементарной единицей живого. В клетке находится наследственная информация, необходимая для существования организма, а также для воспроизведения себе подоб-ных. Она характеризуется специфическим химическим составом, обменом веществ и энергии, растет, размножается, передает дочерним клеткам свою наследственную информацию и др.

Любая клетка имеет основных три компонен-та: плазматическую мембрану, цитоплазму и ядро. Плазматическая мембрана окружает клетку. Она обеспечивает регулирование обмена веществ между внутренней и внешней средой и, таким образом, служит гра-ницей клетки. В цитоплазме клетки развита система внутриклеточных мембран, что соз-дает возможность обособлять различные метабо-лические пути. Ядро хранит генетическую информацию. Функции в клетке распределены между различными органоидами (рибосомами, митохондриями и др.). Многоклеточные орга-низмы состоят из дифференцирован-ных клеток, специализирующихся на выполнении разнообразных функций. Несмотря на многообразие форм, клетки разных типов обладают сходством общих структурных особенностей.

Строение и функционирование клеток изучает цитология (от греч. “ци-тос” — клетка, “логос” — наука) — наука о клетке. У бактерий, простей-ших, низших грибов и некоторых водорослей клетка составляет целост-ный организм, способный самостоятельно существовать в окружающей среде. У многоклеточных эукариот клетки существуют сов-местно, формируя ткани и органы организма. Клетка обладает всеми свойствами живой системы: способность разм-ножаться, видоизменяться и реа-гировать на раздражения.

Клетка является элементарной, т.е. наименьшей, самостоятельной единицей строения, функционирования и развития живых организмов. Разрушенная клетка уже не способна существовать неопределенно долго, поэтому можно сделать вывод, что клетка — самая элементарная биологическая система, способная самостоятельно поддерживать жизнь.

ИСТОРИЯ ЦИТОЛОГИИ.

В настоящее время учение о клетке является центральным объектом биологических исследований. Предпосылкой для открытия клетки явилось изобретение микроскопа и его использование для исследования биологических объектов.

Первый световой микроскоп сконструировали в Голландии в 1590 году два брата, Ганс и Захариус Янссены,  шлифо-вальщики линз. Долгое время микроскоп использовался как забава, игрушка для развлечения знатных особ (увели-чение менее, чем в 10 раз).

Первые упоминания о клетке появились в XVII веке, когда в 1665 году английский ученый Роберт Гук, рассматривая под микроскопом срез пробки, обнаружил, что она состоит из ячеек или полостей, напоминающих пчелиные соты, которые он назвал  клетками (от греч. kytos – полость, лат. – cellula).

Термин «клетка» утвердился в биологии, несмотря на то, что Роберт Гук наблюдал, в действительности, не клетки, а только целлюлозные оболочки растительных клеток. Кроме того, клетки не являются полостями. В дальнейшем кле-точное строение многих частей растений видели и описали М. Мальпиги, Н. Грю и А. Левенгук.

Важным событием в развитии представлений о клетке была изданная в 1672году книга Марчелло Мальпиги  «Анато-мия растений», где приводилось подробное описание микроскопических растительных структур. В своих исследова-ниях Мальпиги убедился, что растения состоят из клеток, которые он называл «мешочками» и «пузырьками». Среди блестящей плеяды микроскопистов XVII века одно из первых мест занимает А. Левенгук, голландский купец, который завоевал себе славу учёного. Он прославился созданием линз, которые давали увеличение в 100-300 раз. В 1674 году Антонио ван Левенгук открыл с помощью собственноручно изобретенного микроскопа одноклеточных простейших, названных им «микроскопическими животными», бактерии, дрожжи, клетки крови – эритроциты, половые клетки – сперматозоиды, которые Левенгук называл «анималькули». Из животных тканей Левенгук изучал и точно описал строение сердечной мышцы. Он был первым натуралистом, наблюдавшим клетки животного организма. Это пробу-дило интерес к изучению микромира.

Как наука цитология возникла лишь в XIX веке. В это время были сделаны важные открытия.

В 1830 году чешский исследователь Ян Пуркинье описал вязкое студенистое вещество внутри клетки и назвал его протоплазмой (гр. protos – первый, plasma – образование).

В 1831 году шотландский ученый Роберт Броун открыл ядро.

В 1836 году Габриелем Валентини в ядре было обнаружено ядрышко.

В 1838 году была опубликована работа Матиаса Шлейдена «Данные о фитогенезисе», где автор выдвинул идею об идентичности растительных клеток с точки зрения их развития. Он пришёл к выводу, что закон клеточного строения справедлив для растений.

В 1839 году вышла в свет ставшая классической книга Теодора Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в струк-туре и росте животных и растений». В ней автор сделал окончательный вывод о том, что клетка является структурной единицей жизнедеятельности и развития растений и животных. В 1838 – 1839 годах немецкие ученые Матиас Шлейден  и  Теодор Шванн  независимо друг от друга сформулировали клеточную теорию.

В XX веке была изобретена электронная микроскопия, давшая возможность изучить ультраструктуру клеток. В современной био-логии активно применяются методы молекулярной биологии и молекулярной генетики, позволяющие исследовать структурные особенности внутриклеточных структур, но и определять фун-кции этих структур. Знание основ химической и структурной орга-низации, принципов функционирования и механизмов развития клеток о важно для понимания сходных черт, присущих сложно устроенным организмам растений, животных и человека.

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/08/Stroenie-kletki-kratko.mp4

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ.

В 1838 — 1839 годах немецкие ученые ботаник М. Шлейден и зоолог Т. Шванн обобщили накопившиеся к этому време-ни знания о клетке. Они сформулировали клеточную теорию, согласно которой клетки представляют собой структур-ную и функциональную основу всех живых существ.

Клеточная теория получила дальнейшее развитие в трудах немецкого ученого Р. Вирхова. В своей книге “Клеточная патология” (1858) он впервые показал, что развитие заболеваний организма связано с нарушением жизнедеятельнос-ти клеток. Р. Вирхов внес существенное дополнение в клеточную теорию — клетка может возникнуть только из предшествующей клетки в результате ее деления. Русский ученый К. Бэр показал, что развитие всех многоклеточ-ных организмов начинается с яйцеклетки. Таким образом, клетка также является единицей развития организмов.

Дальнейшее развитие цитологии связано с совершенствованием методов исследования. Комплексное использование световой и электронной микроскопии, биохимических и биофизических методов анализа позволило установить детальное строение и химический состав всех компонентов клетки, показать неразрывную связь между структурой клетки и ее функцией в организме. Цитология бурно развивается в наши дни, благодаря чему сформировались совре-менные представления о клеточном уровне организации в иерархии живой природы. Современная клеточная теория включает следующие положения:

• клетка — это элементарная живая система, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведе-нию;
• все живые организмы построены из клеток (исключение составляют вирусы); клетки одноклеточных и многокле-точных живот-ных и растительных организмов сходны (гомологичны) по строению, химическому составу, прин-ципам обмена веществ и основным проявлениям жизнедеятельности;
• клетка обладает всей совокупностью черт, характеризующих живые системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, размножается, растет и передает по наследству генетическую информацию, реагирует на внешние сигналы, способна дви-гаться. Функции в клетке распределены между различными органеллами. Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого;
• все живые организмы развиваются из одной или группы клеток; каждая новая клетка образуется в результате деления исход-ной (материнской) клетки. Клетка — элементарная единица развития живого;
• в сложных многоклеточных организмах клетки дифференцируются, специализируясь по выполнению опреде-ленных функций; клетки объединены в ткани и органы, функционально и пространственно связанные в системы организма, и находятся под контролем межклеточных, гуморальных и нервных форм регуляции.

Комплексное использование электронной микроскопии и биохимических методов анализа позволило изучить строение и химический состав структурных компонентов клетки, показать неразрывную связь между структурой клетки и ее функцией.

Из клеток построены как одноклеточные, колониальные, так и многоклеточные организмы. Животные, растения, гри-бы, а также простейшие являются эукариотическими организмами. Для эукариотических клеток многоклеточных ха-рактерны дифференцировка и специализация клеток. Все это приводит к большому разнообразию клеток, которые различаются не только у представителей раз-ных царств живо-го, но и у одного и того же организма. Каждая ткань, орган характеризуются своим набором специализированных клеток, различающихся строением, свойствами, выпол-няемыми функциями. Типичной клетки в природе не существует, но все клетки гомологичны и у различных типов клеток можно выделить общие черты строения. Основными компонентами клетки являются оболочка, цитоплазма и ядро.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЦИТОЛОГИИ.

Цитология всесторонне изучает строение клеток разными методами. Первый и самый традиционный — микроскопия. Таким образом удается исследовать их содержимое.

Световой микроскоп представляет собой оптическую систему, состоящую из конденсора, объектива. Пучок света от источника освещения собирается в конденсоре и направляется на объект. Пройдя через объект, лучи света попадают в систему линз объектива; они строят первичное изображение, которое увеличивается с помощью линз окуляра. Главная оптическая часть микроскопа, определяющая его основные возможности, — объектив. В современных микро-скопах объективы сменные, что позволяет изучать клетки при разных увеличениях. Главной характеристикой микро-скопа как оптической системы является разрешающая способность. Изображения, даваемые объективом, можно уве-личить во много раз, применяя сильный окуляр или, например, путем проекции на экран (до 10⁵ раз).

Метод фазово-контрастной микроскопии.Широко используется для наблюдений за живыми клетками и основан на том, что отдельные участки в целом прозрачной клетки мало, но отличаются друг от друга по плотности и по свето-преломлению. Проходя через них, свет изменяет свою фазу, однако такое изменение фазы световой волны наш глаз, чувствительный только к изменению интенсивности света, не улавливает. В фазово-контрастном микроскопе в объек-тиве имеется специальная пластинка, проходя через которую луч света испытывает дополнительный сдвиг фазы ко-лебаний. При построении изображения взаимодействуют уже лучи, находящиеся в одной фазе либо в противофазе, но обладающие разной амплитудой; тем самым создается светло-темное контрастное изображение объекта.

Метод интерференционной микроскопии. В интерференционном микроскопе пучок параллельных световых лучей от осветителя разделяется на два потока. Один из них проходит через объект и приобретает изменения в фазе колеба-ния, другой идет, минуя объект. В призмах объектива оба потока вновь соединяются и интерферируют между собой. В результате интерференции строится изображение, на котором участки клетки, обладающие разной толщиной или разной плотностью, отличаются друг от друга по степени контрастности. Измеряя сдвиги фаз, определяют концент-рацию и массу сухого вещества в объекте.

Метод поляризационной микроскопии.С его помощью изучают объекты, обладающие так называемой изотропией, т.е. упорядоченной ориентацией субмикроскопических частиц. У такого микроскопа перед конденсором помещается поляризатор, который пропускает световые волны с определенной плоскостью поляризации. После препарата и объектива помещается анализатор, который пропускает свет с этой же плоскостью поляризации. Поляризатор и анализатор – это призмы, сделанные из исландского шпата (призмы Николя). При повороте анализатора на 90^о по отношению к поляризатору свет не проходит. Если между такими скрещенными призмами поместить объект, обла-дающий двойным лучепреломлением, т.е. способностью поляризовать свет, он будет виден как светящийся на тем-ном поле.

Витальное (прижизненное) изучение клеток

С помощью светового микроскопа можно видеть живые клетки. При кратковременном наблюдении клетки помещают просто в жидкую среду на предметном стекле. В этих случаях клетки изучают в специально подобранных средах. Сво-бодноживущие одноклеточные организмы рассматривают и изучают в тех же средах, в которых они живут в естест-венных условиях или культивируются в лаборатории. Клетки крови или другие свободные клетки многоклеточных организмов изучают в капле плазмы или в специальных синтетических средах.

Метод клеточных культур. Используется для изучения клеток органов и тканей животных. Самый простой вариант этого метода заключается в том, что в камеру, наполненную питательной средой, помещают небольшой кусочек жи-вой ткани. На периферии такого кусочка начинается деление и рост клеток. При культивировании клеток вне организ-ма обязательным условием является соблюдение стерильности, поддержание необходимой температуры (около 20^о  для хладнокровных и около 37^о для теплокровных). Существует целый ряд длительно культивируемых клеток; или штаммов, приспособившихся десятилетиями к росту вне организма. В основном это клетки опухолевого происхож-дения или измененные клетки, приобретшие свойства опухолевых клеток. В настоящее время метод культивирования клеток вне организма широко используется не только для цитологических, но и для генетических, вирусологических и биохимических исследований.

В культуре выращивают и растительные клетки. Для этого кусочки ткани обрабатываются ферментами, растворяющи-ми клеточные оболочки. Отделившиеся клеточные тела, протопласты, помещают в культуральную среду, где они де-лятся и образуют зоны размножившихся клеток.

Наблюдения за живыми клетками регистрируют в виде фотографий, сделанных с помощью специальных фотонасадок к микроскопу. Живые клетки снимают и на кинопленку. А ускоренная или замедленная киносъемка (цейтраферная киносъемка) позволяет видеть протекание деления клеток, фагоцитоз, течение цитоплазмы, и т.д.

Сейчас с с помощью компьютерных технологий и специальных телекамер можно получать изображение клеток пря-мо на мони-торе компьютера, записывать их, обрабатывать и получать в виде цветных или черно-белых отпечатков. Так же возможна съемка подвижных объектов.

При исследовании живых клеток используется микрохирургия, или оперативное воздействие на клетки. С помощью специального прибора микроманипулятора клетки разрезают, извлекают из них части, вводят вещества (микроинъ-екции) и т.д. Микроманипулятор совмещается с обычным микроскопом, в который наблюдают за ходом операции. Микрохирургическими инструментами служат стеклянные крючки, иглы, капилляры, которые имеют микроскопичес-кие размеры и изготовляются на специальных приспособлениях – «микрокузницах». При микроманипуляциях клетки помещают в специальные камеры, в которые вводят также инструменты. С помощью микрохирургических инстру-ментов можно поворачивать в клетках митотические веретена, оттаскивать отдельные хромосомы, вводить в живую клетку меченые антитела или белковые молекулы. В последнее время в микрохирургии стали применять микропучки ультрафиолетового света или лазера. Это позволяет практически моментально инактивировать отдельные участки клетки. очень точно дозировать количество энергии в точке поражения и использовать очень короткие (наносекун-ды) импульсы облучения.

При изучении живых клеток используют витальные красители. Это красители кислой (трипановый синий, литиевый кармин) при-роды, применяемые при очень большом разведении (1 : 200000), для того, чтобы влияние красителя на жизнедеятельность клетки было минимальным. При окрашивании живых клеток краситель собирается в цитоплазме в виде гранул, а в поврежденных или мертвых клетках происходит диффузное окрашивание цитоплазмы и ядра.

Метод флуоресцентной микроскопии. При витальном изучении клеток используют флуоресцирующие красители и он основан на том, что ряд веществ обладают способностью светиться (флуоресцировать, люминесцировать) при погло-щении ими световой энергии. Спектр флуоресценции всегда смещен в сторону больших длин волн по отношению к возбуждающему флуоресценцию излучению.

Собственной флуоресценцией обладают некоторые пигменты (хлорофиллы, бактериальные пигменты), витамины (А и В₂), гормоны. Если во флуоресцентный микроскоп рассматривать клетки растений, то на темно-синем фоне будут вид-ны ярко светящиеся красные зерна внутри клетки – это хлоропласты.

В флуоресцентной микроскопии применяют флуорохромы (флуоресцирующие вещества), добавляя их живым клеткам. Этот способ аналогичен с витальным окрашиванием так как здесь также используют очень низкие концентрации кра-сителя (1 х 10^-4–1 х 10^-5). Многие флуорохромы избирательно связываются с определенными структурами клетки, вы-зывая их вторичную люминесценцию. Например, флуорохром акридиновый оранжевый избирательно связывается с нуклеиновыми кислотами.

Разработан способ инъецирования в живые клетки меченых флуорохромами антител. Так, введенные в клетку мечен-ные антитела к белку тубулину соединяются с микротрубочками, которые затем наблюдают в живых клетках с помо-щью флуоресцентного микроскопа.

В настоящее время широко используется для изучения живых клеток или их компонентов сочетание световой микро-скопии с электроннно-компьютерной обработкой изображения. Данная методика позволяет на телеэкране видеть структуры, размер кото-рых намного меньше разрешающей силы светового микроскопа.

Для того, чтобы получить трехмерную реконструкцию объекта разработан конфокальный сканирующий световой микроскоп. С помощью этого прибора получают серии последовательных оптических срезов, взятых с различной глубины и изображения кото-рых накапливаются в компьютере, и по специальной программе реконструируется трехмерное, объемное, изображение объекта. Обычно используются объекты, окрашенные флуорохромами.

Другие методы направлены на исследование клеток с применением специальных материалов:

• авторадиография — в организм вводятся радиоизотопы для изучения обмена веществ;
• гистохимические и иммуноцитохимические методы — оценка распределения химических соединений;
• морфометрия — метод исследования размеров и подсчет количества структур;
• фракционирование — получение, изучение отдельных компонентов клетки и др.

Особенно активно принципы и методы цитологии применяются в новых направлениях науки:

• биоинженерия — где успешно изучаются и применяются технологии выращивания тканей, а также создания органов и протезов;
• биотехнология — с помощью которой живые организмы, в том числе и бактерии, используются для человечес-ких нужд: создание антибиотиков, очищение водоемов, выведение новых сортов растений и т.д.

И в том, и в другом направлении цитология считается центральной наукой, благодаря которой человек может узнать все о жизнедеятельности клетки и на основе этого способен создавать новые технологии для улучшения качества жизни людей.

ТИПЫ КЛЕТОК: эукариотическая и прокариотическая. 

Выделяют 2 типа клеток:

1. Прокариотические. У них нет оформленного ядра.
2. Эукариотические. Это клетки с ядром.

Форма, а также размер и продолжительность каждой клетки определяются ее функциональными свойствами. Для нервных клеток характерны аксоны — они передают нервные сигналы. Благодаря гибкой мембране происходит уплощение лейкоцитов, когда они проходят через тонкие поры в капиллярах. Сперматозоиды с хвостом могут беспрепятственно передвигаться по гениталиям. В  зависимости от силы сокращений, мышечные клетки способны изменять длину.

Функции клеток определяют их форму и размеры:

• овальная, округлая (у яйцеклеток);
• дискообразная (у эритроцитов);
• яйцевидная;
• спиральная;
• призматическая;
• веретеновидная (мышечные клетки);
• цилиндрическая и кубическая (эпителиальные клетки);
• звездчатая (нервные клетки);
• палочкообразная и др.

Эритроциты (кровяные клетки) имеют форму вогнутого с обеих сторон диска. У нейронов (нервных клеток) есть один длинный от-росток и несколько коротких. Жировые клетки имеют округлую форму, а мышечные — форму волокон.

Клетки эукариот имеют подтипы: клетки простейших и многоклеточных.

Клетки тканей растений и животных имеют отличия: в форме, размерах, функциях и особенностях организации.

Клетка — элементарная биологическая система. По этой причине она выступает главной структурно-функциональной единицей живых организмов. Исключение — вирусы как неклеточные формы жизни.

Основные признаки жизни находят проявление на клеточном уровне. Это и обмен веществ и энергии, и способность размножать-ся, и сохранение и передача наследственной информации потомкам, и др.

Некоторые клетки существуют в виде самостоятельных элементарных биологических систем. Речь идет об одноклеточных орга-низмах — простейших, к которым относятся жгутиковые, инфузории, споровики. Простейшие в основном обитают в водоемах и участвуют в процессе их самоочищения. Кроме того, они являются кормовой базой рыб.

Остальные клетки составляют многоклеточные организмы. В этих организмах они обеспечивают взаимодействие между клетками, тканями и органами при участии регуляторных механизмов (например, нейрогуморальной регуляции).

Строение прокариотической клетки. Особенности строения гетеротрофной и автотрофной прокариотических клеток.

Клетки прокариот не имеют ядерной оболочки (греч. «про» — до, «карион» — ядро), отличаются мелкими размерами (обычно 1 — 5 мкм) и простотой строения.

Поверхностный аппарат

Все клетки, в том числе и клетки прокариот, окружены цитоплазматической мембраной. Она изолирует содержимое клетки от окружающей среды, осуществляет транспорт веществ из клетки и в клетку, воспринимает сигналы из окру-жающей среды. Таким образом, мембрана обеспечивает поддержание постоянства внутриклеточной среды.

Поверх мембраны у прокариот (за исключением некоторых паразитических групп) находится клеточная стенка. Она выполняет функцию механической защиты клетки от внешних повреждений и давления воды изнутри клетки (в ре-зультате осмоса). У настоя-щих бактерий в основе клеточной стенки лежит муреин. Муреин — пептидогликан, кото-рый представляет собой длинные полисахаридные цепи, сшитые короткими пептидными мостиками. В результате формируется непрерывная молекулярная сетка, окружающая всю бактериальную клетку.

По строению поверхностного аппарата бактерии делятся на две большие группы — грамположительные (грам+) и грамотрицательные (грам–). Эти названия даны из-за разной способности таких клеток окрашиваться по Граму (определенный метод окрашивания).

1. У грамположительных бактерий муреиновый слой достаточно толстый. Также в их клеточной стенке содержатся особые соединения — тейхоевые кислоты.
2. У грамотрицательных бактерий тонкий муреиновый слой сверху покрыт второй мембраной. Между мембранами имеется периплазматическое пространство.  
    

 У некоторых видов бактерий поверх клеточной стенки имеется дополнительный внешний слой, называемый капсу-лой. В отличие от стенки, он неплотный, прозрачный. Он состоит из непрочно связанных между собой полисахаридов и защищает клетку от меха-нических повреждений, а в случае болезнетворных бактерий — от защитных систем орга-низма-хозяина.

Внутреннее строение

На электронной микрофотографии внутри бактериальной клетки в электронный микроскоп можно увидеть области разной плотности.

Более прозрачная для электронов (светлая) часть содержит ДНК и называется нуклеоидом (греч. «нуклеус» — ядро, «ойдес» — подобный). Она не отделена от остальной части клетки, называемой цитоплазмой, и имеет примерно такой же состав. ДНК у про-кариот представлена одной кольцевой молекулой, в определенной точке прикрепленной к цитоплазматической мембране.

По всему внутреннему пространству клетки бактерий разбросаны рибосомы, количество которых может достигать 10 000 на клетку. Из-за этого цитоплазма выглядит на электронной микрофотографии более темной, гранулярной. 

В клетках бактерий можно увидеть немногочисленные впячивания цитоплазматической мембраны. Впервые такие впячивания обнаружили в конце 50-х годов ХХ века и назвали мезосомами. Долгое время считалось, что мезосома является у прокариот местом синтеза АТФ. Согласно современным научным данным, скорее всего, мезосомы — это артефакты — дефекты, возникающие при химической фиксации бактериальных клеток, а процессы окисления веществ (клеточного дыхания) происходят на разных участках мембраны.

Иногда в клетках некоторых бактерий наблюдаются гранулы каких-либо веществ. Они могут содержать запасные питательные ве-щества (полисахариды, капли жира, полифосфаты) или отходы обмена веществ, которые клетки не могут вывести наружу (сера, окислы железа и др.). Такие гранулы называются включениями.

Снаружи от оболочки бактериальной клетки могут располагаться длинные нитевидные структуры двух типов. Первые из них —  жгутики — представляют собой белковые спирали, способные вращаться относительно мембраны бакте-риальной клетки и обес-печивать движение бактерий за счет «ввинчивания» бактерии в среду. Жгутики есть не у всех бактерий. Вторая группа нитей —  пили — не способна к движению, но обеспечивает прикрепление бактерий к дру-гим клеткам.

Форма клеток бактерий

Спорообразование

Некоторые бактерии способны образовывать споры. Споры у бактерий служат не для размножения, а для перенесе-ния неблагоприятных условий. Спора образуется внутри клетки (одна в каждой клетке). В ее состав обязательно вхо-дит генетический материал бактерии. Спора одевается плотной оболочкой, после чего все оставшиеся внешние части клетки отмирают.

Споры бактерий выдерживают кипячение. Уничтожить их можно только путем автоклавирования (обработка паром под давлением, обычно при температуре 120^о С), прокаливания. Уничтожение всех бактерий и их спор называется  стерилизацией. 

ЭКОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

Бактерии способны существовать в самых разнообразных условиях. Их находят в атмосфере на высоте нескольких километров и на дне океанов. Некоторые виды бактерий живут даже на глубине нескольких километров под землей в нефтяных и угольных пластах. Бактерии, несмотря на свои малые размеры, осуществляют крупномасштабные процес-сы в биосфере.

1. Бактерии являются одной из важнейших групп редуцентов — организмов, осуществляющих разложение мертвого органического вещества.

2. Многие бактерии способны осуществлять образование органических веществ из неорганических, то есть являются  автотрофами. Они могут делать это за счет фотосинтеза с использованием энергии света (фотоавтотрофы, прежде всего  это цианобактерии — зеленые, содержат хлорофилл, являются предками хлоропластов) или хемосинтеза — окисления неорганических веществ (хемоавтотрофы).

Таким образом, прокариоты могут являться производителями биомассы — продуцентами, в некоторых биоценозах важнейшими или единственными. Так, бактерии-хемосинтетики, прежде всего, окисляющие сероводород, являются единственными продуцен-тами в глубоководных экосистемах черных и белых курильщиков — океанических геотермальных источников.

3. Только бактерии способны превращать молекулярный азот атмосферы в азот органических соединений, т. е. осу-ществлять  азотфиксацию. Фиксируют азот, например, клубеньковые бактерии — симбионты бобовых растений, а также цианобактерии.

БАКТЕРИИ И ЧЕЛОВЕК

Бактерии играют важную роль в жизни человека.

1. болезнетворные бактерии вызывают различные заболевания человека, домашних животных и культурных растений.
2. бактерии вызывают порчу продуктов питания и разрушение различных материалов.
3. ряд бактерий используется человеком в его хозяйственной деятельности. Бактерии используются в пищевой промышлен-ности для получения йогуртов, простокваши, сыров и ряда других молочнокислых продуктов. Благодаря бактериям осу-ществляются процессы квашения капусты, засолки огурцов, силосования кормов.
4. Осуществляемые бактериями процессы брожения являются промышленным источником ряда веществ, таких как ацетон, молочная и масляная кислота.
5. Некоторые бактерии и близкие к ним актиномицеты вырабатывают антибиотики, используемые в медицине. Бактерии являются источником для получения ряда ферментов, используемых в пищевой промышленности, медицине и других отраслях.

АРХЕИ

Безъядерные, то есть прокариотные, клетки, имеет и совершенно особая группа живых организмов, отличающаяся и от бактерий, и от эукариот, — археи. По размерам и строению клетки архей очень похожи на клетки бактерий, но сильно отличаются по биохи-мическим и молекулярно-биологическим признакам. Например, у части архей мембрана совершенно не похожа на мембраны всех остальных организмов — она состоит не из фосфолипидов, а из простых эфиров полиизопреноидных спиртов (то есть спиртов, образованных единицами изопрена, как, например, натуральный каучук). Клеточная стенка архей состоит либо из псевдомуреина, напоминающего муреин, либо из белков, что также не встречается у других организмов. Археи, в отличие от других бактерий, никогда не образуют спор.

Считалось, что все археи —  экстремофилы, то есть обитают в экстремальных условиях. Археи живут в насыщенных солью озерах, таких как Мертвое море, обитают в горячих источниках, где температура может превышать 100^о С. Однако впоследствии археи были обнаружены и в других местообитаниях, включая почву, океаны, болота и толстую кишку человека. Многочисленны археи среди океанического планктона. Археи играют важную роль в круговоротах углерода и азота. Ни один из известных представите-лей архей не является паразитом или болезнетворным организмом, однако для них часто характерен симбиоз или комменсализм. Метанообразующие археи обитают в пищеварительном тракте человека и жвачных, где многочисленны и участвуют в процессах пищеварения. Метаногенные археи используются в производстве биогаза и очистке канализационных сточных вод. Ферменты архей-экстремофилов, сохраняющие активность при высоких температурах и в контакте с органическими растворителями, находят свое применение в биотехнологии.

Строение эукариотической клетки.

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/08/STROENIE-KLETKI.mp4

Для закрепления изученного материала перейдите по этой ссылке: https://learningapps.org/watch?v=p6ca1upd322 и выполните задания.

Оболочка клетки.

Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки, заключенное между плазматической мембраной и ядром. Цитозоль, или внутриклеточная жидкость (часто употребляют термины: матрикс цитоплазмы, гиалоплазма), составляет основу цитоплазмы, ее внутреннюю среду. Это активная среда обмена веществ, в ней протекают многие химические и физиологические процессы. Она объединяет все компоненты клетки в единую систему. Цитозоль пред-ставляет собой водный раствор неорганичес-ких и органических веществ, способный изменять свою вязкость и нахо-дящийся в постоянном движении. Способность к движе-нию, или течению, цитоплазмы называют циклозом. В процес-се циклоза происходит перемещение находящихся в цитоплазме веществ и структур. Концентрация веществ в цито-золе часто отличается от концентрации веществ во внеклеточном пространстве. Эти различия играют важную роль в жизнедеятельности клеток. В цитоплазме могут откладываться различные вещества, преимущественно продукты об-мена, — включения. Это непостоянные образования цитоплазмы (а иногда и ядра), которые, в отличие от органоидов, то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности.

Клеточные мембраны.

В основе структурной организации клетки лежит мембранный принцип строения. Это означает, что клетка в основном построена из мембран. Мембраны отграничивают цитоплазму от окружающей среды, а также формируют оболочки ядер, митохондрий и пластид. Они образуют эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли, пероксисомы.

Общепринятой считается модель мозаичного строения мембран клетки. Основу биологической мембраны составля-ет двойной слой фосфолипидов. Молекулы липидов имеют гидрофильную и гидрофобную части. При образовании мембран гидро-фобные части оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. Белки пронизывают всю толщу липидного слоя (интегральные белки) или пронизывают двойной слой липидов наполовину (полуинтеграль-ные белки). Внутри интегральных белковых молекул имеются каналы, через ко-торые проходят водорастворимые вещества. На поверхности мембран клеток имеются также периферические белки. Молекулы липидов и белков удер-живаются благодаря гидрофильно-гидрофобным взаимодействиям. Белки, интегрированные в мембраны, это разно-образные ферменты, транспортные белки, рецепторы и многие другие. Они определяют направление функциональ-ной активности разных клеточных структур. К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности, присое-динены углеводы. Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобраз-ными указателями типа клеток. Благодаря этому клетки, принадлежащие к одному типу, удерживаются вместе, образуя ткани.

В состав мембран входит холестерин, делающий их более жесткими.

Клеточные мембраны представляют собой подвижные теку-чие структуры, поскольку молекулы липидов и белков не связаны между собой ковалентными связями и способны достаточно быстро перемещаться в плоскости мембраны. Благодаря этому мембраны могут изменять свою конфигу-рацию, т.е. обладают текучестью. 

Мембраны — структуры очень динамичные. Они быстро восстанавливаются после повреждения, а также растяги-ваются и сжимаются при клеточных движениях. Мембраны обладают свойством избирательной проницаемости (способны пропускать одни вещества и не пропускать или хуже пропускать другие). Они составляют основу клеточной оболочки и формируют ряд внутриклеточных структур.

Внутриклеточные мембраны (мембраны ядерной оболочки, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, лизосом) разделяют эукариотическую клетку на специализированные области — компартменты, или органоиды, что обусловливает разделение множества различных процессов, протекающих в клетке. Каждый органоид обла-дает определенной функцией. Есть общие органоиды, свойст-венные всем клеткам, — митохондрии, клеточный центр, аппарат Гольджи, рибосомы, эндоплазматическая сеть, лизосомы, перок-сисомы. В клетках растений к постоянным органоидам относят хлоропласты. Мно-гие клетки имеют также специальные органоиды, присущие только определенным типам клеток, — миофибриллы, реснички и ряд дру-гих. Органоиды постоянно присутствуют в клетке и выполняют жизненно важные функции. Различают мембранные и немембранные органоиды.

К мембранным органоидам, отграниченным от окружающего их цитозоля мембранами, относятся эндоплазматическая сеть, комп-лекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, митохондрии и хлоропласты.

Мембраны разных органоидов могут иметь прямые переходы (эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, ядерная мембрана) либо осуществляют взаимосвязь через мембранные мешочки (везикулы).

Плазматическая мембрана связана с эндоплазматической сетью и другими внутренними мембранами клетки.

Плазматическая мембрана (плазмалемма, клеточная мембрана) — поверхностная структура, окружающая протоплазму клеток, — как и другие липопротеидные мембраны клетки, является полупроницаемой. Она не только служит механическим барьером, но и ограничивает свободный двусторонний поток в клетку и из нее низко- и высокомолекулярных веществ. Более того, плазмалемма выступает как структура, “узнающая” различные химические вещества и регулирующая избирательный транспорт этих веществ в клетку. Как и другие мембраны клетки, она возникает и обновляется за счет синтетической активности эндоплазматической сети. В цитоплазматической мембране есть многочисленные каналы, через которые с помощью ферментов внутрь клетки могут прони-кать ионы и мелкие молекулы. Кроме того, ионы и небольшие органические молекулы, такие как аминокислоты, некоторые моно-сахариды и другие мономеры биологических полимеров, синтезируемых в клетке, могут попадать в клетку непосредственно через мембрану. Поступление ионов и молекул в клетку — далеко не всегда пассивная диффузия. Преимущественно это активный транспорт, требующий затрат энергии в виде значительного количества АТФ.

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/08/Plazmaticheskaya-membrana-Evgenij-SHeval.mp4

Клеточная оболочка выполняет важные и разнообразные функции:

• определяет и поддерживает форму клетки;защищает клетку от механических воздействий и проникновения повреждающих биоло-гических агентов;
• осуществляет рецепцию (узнавание) многих молекулярных сигналов (например, гормонов);
• отграничивает внутреннее содержимое клетки;
• участвует в формировании межклеточных контактов и различного рода специфических выпячиваний цитоплазмы (микроворсинок, ресничек, жгутиков);
• поддерживает обмен веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивая постоянство внутриклеточного состава;
• через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки (доставка питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секреция различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов).

Для клетки необходимо поступление и выведение веществ. Транспорт веществ через плазматическую мембрану носит избирательный характер: она проницаема для одних и непроницаема для других веществ. Таким образом, мембраны обладают полупро-ницаемостью. Поступление веществ в клетку или вывод их из клетки может осуществ-ляться за счет диффузии, осмоса, активного транспорта и экзо- или эндоцитоза. Диффузия и осмос носят пассивный характер, т.е. не требуют затрат энергии. Экзоцитоз и эндоцитоз происходят в результате потребления энергии, затрачиваемой клеткой. Их относят к активному транспорту.

Пассивный транспорт осуществляется без затрат энергии — путем простой диффузии, осмоса или облегченной диффу-зии с помо-щью белков-переносчиков. Простая диффузия осуществляется за счет движения молекул из зоны с боль-шей концентрацией в зону с меньшей концентрацией. Так переходят через мембрану Н₂O, СO₂, O₂, азот, алкоголь. Перенос веществ простой диффузией прекращается, когда концентрация вещества с одной и с другой стороны мем-браны выравнивается. Облегченная диффузия  происходит за счет встроенных в мембрану белков-переносчиков. Они связывают своим активным центром вещество с одной стороны мембраны и переносят его сквозь билипидный слой мембраны на ее другую поверхность. Еще один вариант такой диффузии: после присоединения транспортируемого вещества меняется пространственная конфигурация белка-переносчика — и в мембране открывается специальный гидрофильный канал, по которому и проникает вещество. Трансмембранный перенос ряда ионов (Ca²⁺, Na⁺, K⁺, O^2-) происходит через ионные каналы. Направленные потоки веществ путем простой и облегченной диффузии в живой клетке никогда не прекращаются, поскольку выравнивание концентраций никогда не достигается: вещества, поступа-ющие в клетку, например, кислород, глюкоза, используются в метаболических процессах, а их убыль постоянно вос-полняется в результате трансмембранного переноса.

Кроме того, существует активный транспорт веществ в клетку с помощью специальных молекул, входящих в состав плазматичес-кой мембраны, — белков-переносчиков, и он требует затрат энергии.

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/08/Membrana-kletki-i-transport-cherez.mp4

Перенос макромолекул и более крупных частиц происходит за счет образования окруженных мембраной пузырьков (эндоци-тоз). Захват плаз-матической мембраной твердых частиц и втя-гивание их внутрь клетки называют фагоцитозом. Это явление можно наблюдать при захвате амёбой более мелких однокле-точных или при захвате бактерий, про-никших в организм жи-вотного или человека, лейкоцитами крови. Сходным образом могут попадать в клетку растворимые в жидкости вещества (пиноцитоз). Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца, в который и попадает жидкость с раст-воренными в ней веществами. От канальца затем отпочковы-ваются пузырьки — пино- и фагоцитозные вакуоли (эндосомы). Затем вакуоли погру-жаются в цитоплазму и отделяются от плазматической мембраны. В дальнейшем вещества, поступившие в цитоплазму, могут расщеплять-ся ферментами лизосом. Этот про-цесс может происходить в пищеварительных вакуолях. Непереваренные остатки выводятся из клеток. Процесс получил наз-вание экзоцитоз. Механизм его противоположен процессу поступления веществ в клетку.

Растительные клетки и клетки грибов имеют полисахаридную клеточную стенку, лежащую снаружи от плазматической мембраны. У растений она состоит из целлюлозы (клетчатки), у грибов из хитина. Макромолекулы целлюлозы за счет водородных связей объединяются в пучки — микрофибриллы. Переплетенные микрофибриллы составляют каркас клеточной стенки. Клеточная стенка придает клеткам и тканям механическую прочность, является противоинфекционным барьером, принимает участие в поглощении минеральных веществ, обеспечивает тургор (вода за счет осмоса наполняет клетку изнутри, клеточная стенка напрягается, клетка становится упругой).

Немембранные органоиды.

К немембранным органоидам клетки относятся рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, центриоли, клеточный центр, жгутики и реснички.

Рибосомы обнаружены в клетках про- и эукариот. Рибосомы представляют собой сферические тельца диаметром 15 — 35 нм, которые состоят из большой и малой субъединиц. Они содержат примерно равное по массе количество рРНК и белка.

Рибосомальные РНК синтезируются в ядре на молекуле ДНК одной или нескольких хромосом в зоне ядрышка. Сюда же из цитоплазмы поступают рибосомальные белки.

В результате взаимодействия рРНК и белков формируются субъединицы рибосом, которые затем покидают ядро. В цитоплазме рибосомы располагаются либо свободно, либо на поверхности мем-бран эндоплазматической сети и на наружной ядерной мембране. Митохондрии и пластиды клеток также содержат рибосомы. Функция рибосом — сборка белковых молекул на основе информации иРНК.

Микротрубочки и микрофиламенты. 

Цитоплазма эукариотических клеток пронизана сетью фибриллярных (нитчатых) обра-зований, формирующих цитоскелет клеток. Он играет важную роль в организации структуры клеток, а также в обеспечении их активности. Микротрубочки (диаметр 17 — 25 нм) и микрофиламенты (диаметр 4 — 7 нм) — нитевидные структуры, состоящие из различных сократительных белков и обусловливающие двигательные функции клетки. Микротрубочки имеют вид длинных полых цилиндров, стенки которых состоят из бел-ков — тубулинов.

Микрофиламенты представляют собой очень тон-кие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из актина и миозина.

Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки, формируя ее цитоскелет, обусловливают перетекания цитоплазмы (циклоз), внутриклеточные переме-щения органелл, расхождение хромосом при делении ядерного материала и т.д. Помимо свободных микротрубочек, пронизыва-ющих цитоплазму, в клетках имеются определенным образом организованные микротрубочки, формирующие центриоли кле-точного центра, базальные тельца, реснички, жгутики.

Клеточный центр обычно находится вблизи ядра, состоит из двух центриолей, располагаю-щихся перпендикулярно друг к другу. Центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована девятью триплетами микротрубочек (9 х 3). Они относятся к самовоспроизводя-щимся органоидам цитоплазмы. Их воспроизведение осуществляется путем самосборки из белковых субъединиц. Центриоли клеточного центра участвуют в формировании митотического веретена клетки.

 Ферменты клеточного центра принимают активное участие в процессе перемещения дочерних хромосом к раз-ным полюсам в анафазе митоза и в мейозе. У высших растений и грибов нет клеточного центра с четко выражен-ными центриолями. Его заменяет так называемый центр организации микротрубочек, не имею-щий четкой локализации. В клетках высших растений сборка микротрубочек происходит по периферии ядра, от которого они расходятся в радиальном направлении.

Жгутики и реснички — это органоиды движения, представляющие собой своеобразные выросты цито-плазмы некоторых клеток. Остов жгутика или реснички имеет вид цилиндра, покрытого плазматической мембраной, по пе-риметру которого располагаются девять парных микротрубочек, а в центре — две оди-ночные (9 х 2 + 2). В основании жгутика или реснички, в наружном слое цитоплазмы,расположено базаль-ное тельце (диаметр 0,1— 0,2 мкм), в нем отсутствуют центральные микротрубочки, а на периферии располагаются девять трип- летов микротрубочек (9 х 3).

Движение жгутиков и ресничек обусловлено скольжением микротрубочек каждой пары относительно друг друга, при котором затрачивается большое количество энергии в виде АТФ. Перед делением клетки наружная часть органоида отбрасывается, а базальное тельце удваивается. Дочерние базальные тельца в процессе деле-ния цитоплазмы вместе с другими клеточным структурами распределяются между дочерними клетками. После завершения митоза в каждой дочерней клетке от базального тельца вновь отрастает наружная часть жгутика или реснички.

В процессе эволюции разные клетки приспосабливались к обитанию в различных условиях и выполнению специфических функций. Это требовало наличия в них особых органоидов, которые называют специализированными в отличие от орга-ноидов общего значения. К специализированным органоидам относят сократительные вакуоли простейших, миофибриллы мышечного волокна, нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток, микроворсинки эпите-лиальных клеток кишки, реснич

Одномембранные органоиды.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) представляет собой разветвленную сеть мембран, пронизывающую всю цитоплазму клетки, соеди-няющуюся с полостями комплекса Гольджи и ядерными мембранами. Эндоплазматическая сеть — внутриклеточная циркуляторная система, по каналам которой осуществляется транспорт веществ, а на мембранах находятся многочисленные ферменты.

ЭПС образует систему соединенных  между собой каналов, цистерн, трубочек и пузырьков, полости которых отграничены от цитозоля мембранами. Выделяют две разновидности ЭПС: шероховатую и гладкую. На мембранах шероховатой (грануляр-ной) ЭПС располагаются ри-босомы. Часть синтезируемых ими белков включается в состав мембраны эндоплазматической сети, другие поступают в просвет ее каналов, где преобразуются и транспортируются к комплексу Гольджи.

Мембраны гладкой (агранулярной) ЭПС участвуют в метаболизме клеток: синтезе липидов, обмене углеводов, нейтрализации токсических продуктов, а также осущест-вляют транспорт внутри клетки.

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/07/EPS-i-Apparat-Goldzhi.mp4

Комплекс Гольджи состоит из собранных стопкой уплощенных дисковидных мембранных полостей и образующихся от них пузырьков (лизосом и вакуолей). Синтезированные на мембранах ЭПС белки, липиды и углеводы попадают в комплекс Гольджи, подвергаются различным преобразо-ваниям, накапливаются, сортируются, упаковываются в секреторные пузырьки и транспортируются по назначению: к различным внутриклеточным структурам или за пределы клетки. Мембраны комплекса Гольджи способны также синтезировать полисахариды и образовывать лизосомы.

Лизосомы образуются в комплексе Гольджи и выполняют функцию внутриклеточного переварива-ния макромолекул пищи и чужеродных компонентов, поступающих в клетку при фаго- и пиноци-тозе, и обеспечивают клетку дополни-тельным сырьем для химических и энергетических процессов. При голодании клетки лизо-сомы переваривают некоторые органоиды и на какое-то время пополняют запас питательных веществ. В процессе развития у животных нередко происходит гибель отдельных клеток и даже органов, осуществляющаяся при непременном участии лизосом. Для этих функций лизосомы содержат гидролитические ферменты, разрушающие белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы и т.д.

Различают первичные и вторичные лизосомы. Первичные лизо-сомы отделяются от полостей комплекса Гольджи в виде микро-пузырьков, окруженных одиночной мембраной и содержащих набор ферментов. После слияния первичных лизосом с каким-нибудь субстратом, подле-жащим расщеплению, образуются раз-личные вторичные лизосомы. Примером вторичных лизосом яв-ляются пищеварительные вакуоли простейших.

Пероксисомы образуются в гладкой ЭПС и представляют собой сферические струк-туры, покрытые мембраной толщиной 0,3 — 4,5 мкм.Они содержат ферменты метаболизма перекиси водорода, образующейся в ряде биохимически пре-вращений. Так как H₂O₂ является токсическим агентом для клеток, пероксисомы обеспечивают нейтрализацию токсических продуктов перекисного окисления липидов и некоторых ядовитых веществ.

Двумембранные органоиды.

В клетках эукариот имеются также органеллы, изолированные от гиалоплазмы двумя мембранами. Митохондрии и пластиды трансформируют энергию в клетках из одного вида в другой. Согласно симбиотической гипотезе о проис-хождении эукариотической клетки, они являются потомками древних прокариотических клеток-симбионтов: бак-терий и сине-зеленых водорослей. Эти органеллы называют полуавтономными, поскольку они обладают собствен-ным аппаратом биосинтеза белка (ДНК, рибосомами, тРНК, ферментами) и синтезируют часть функционирующих в них белков.

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/07/apparat-Goldzhi.mp4

Митохондрии  весьма разнообразны по размеру и форме (палочковидную, овальную, округ-лую). Снаружи митохондрии ограничены наружной мембраной. Внут-ренняя мембрана мито-хондрий образует многочисленные кристы (выросты) и со-держит многочисленные ферменты, участвующие в процессах преобразования энергии пищевых веществ в энергию АТФ. В мито-хондриях происходят некоторые специальные биосинтезы (стероидных гормонов в клетках коры надпочечников, желчных кислот в клетках печени). Между кристами митохондрий нахо-дится матрикс, в котором находятся кольцевая ДНК, разные виды РНК, рибосомы.

Пластиды — органоиды, встречающиеся в клетках фотосин-тезирующих эукариотических организмов. В зависимости от окраски различают три основных типа: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Хлоропласты характеризуются овальной или дисковид-ной формой, покрыты наружной мембраной. Внутренняя мембрана хлоропластов образует упло-щенные мембранные мешочки — тилакоиды, уложенные в виде стопок-гран. В мембранах тила-коидов находится хлорофилл, придающий хлоропласту зеленую окраску и обеспечивающий проте-кание световой фазы фотосинтеза. Жидкое содержимое хлоропласта, не входящее в состав тила-коидов, называют стромой. Она содержит ДНК, рибосомы и различные ферменты, участвующие в темновой фазе фотосинтеза. Хлоропластыты, так же, как и митохондрии, способны к синтезу белков, необходимых для деятельности этих органоидов. Хромопласты устроены проще, гран не имеют, к фотосинтезу не способны, содержат разно-образные пигменты: желтые, оранжевые и красные ка-ротины и ксантофиллы. Они придают яркую окраску цветам и плодам, привлекая животных и способствуя, таким образом, опылению растений и расселению семян.

Лейкопласты почти лишены тилакоидов, пигменты в них находятся в неактивной форме (протохлорофиллы). Лейкопласты бесцвет-ны, содержатся в клетках подземных или неокрашенных частей растений (корней, корневищ, клубней). Способны накапливать запасные питательные вещества, в первую очередь крахмал, иногда белки, реже жиры. На свету могут превращаться в хлоропласты (например, при прорастании клубней картофеля).

• В основе строения клетки лежит мембранный принцип организации.
• Цитоплазма эукариотической клетки разделена на специализированные по выполнению определенных функций отделы — ком-партменты.
• Органоиды являются структурными специализированными отделами клетки.
• Эндоплазматическая сеть — главный синтетический компартмент клетки.
• В аппарате Гольджи происходит накопление, концентрация и упаковка веществ, секретируемых клеткой.
• Ряд органоидов клетки обладает способностью к самовоспроизведению, в основе которого лежит редупликация кольцевой молекулы ДНК, входящей в их состав.
• Центриоли, а также базальные тельца жгутиков и ресничек способны к воспроизведению путем самосборки.
• В отличие от прокариот у всех эукариотических клеток имеется цитоскелет.

Вопросы для самопроверки:

1. Какими основными чертами строения характеризуется эукариотическая клетка?
2. Какие структуры клетки называют включениями? Приведите примеры.
3. Что лежит в основе структурной организации клетки?
4. Как устроены мембраны клетки?
5. Какие функции выполняет наружная цитоплазматическая мембрана?
6. Какими путями осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой?
7. Что такое пиноцитоз?
8. Что такое фагоцитоз?
9. Перечислите органоиды клетки и укажите их функции.
10. В чем различие между гладкими и шероховатыми мембранами эндоплазматической сети?
11. Какие органоиды клетки содержат ДНК и способны к самовоспроизведению?

Ядро.

Большинство клеток имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (у ряда простейших, в скелетных мышцах позвоноч-ных). В некоторых тканях в процессе развития отдельные клетки сливаются в единое целое, образуя многоядерные образования — симпласты (от лат. sim— вместе), например, мышечные волокна поперечно-полосатой мускулатуры. Увеличение числа ядер в неко-торых типах клеток приводит к усилению их физиологической активности. Некоторые высокоспециализированные клетки в процессе дифференцировки утрачивают ядра (эритроциты млекопитающих). Ядро клетки содержит молекулы ДНК и благодаря этому выпол-няет две главные функции: 1) хранение и воспроизведение генетической информации; 2) обеспечение и регуляцию процессов обмена веществ, протекающих в клетке.

Ядро, чаще всего, имеет шаровидную или овальную форму, может быть сегментированным или веретеновидным. В состав ядра входят ядерная оболочка и нуклеоплазма (кариоплазма), содержащая хроматин (хромосомы) и ядрышки.

Ядерная оболочка образована наружной и внутренней мембранами, через которые между ядром и цитоплазмой происходит обмен раз-личными веществами. Наружная ядерная мембрана с поверхности, обращенной в цитоплазму, часто покрыта рибосомами, а внутренняя — гладкая. Помимо рибосом на наружной мембране ядерной оболочки расположены многочисленные рецепторы и белки-переносчики. Выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся кана-лов. Обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуществляется несколькими путями:

• через ядерные поры происходит обмен молекулами между ядром и цитоплазмой;

• вещества из ядра в цитоплазму и обратно могут попадать вследствие отшнуровывания впячиваний и выростов ядерной оболочки;

• за счет переноса веществ благодаря ферментам-переносчикам и ядерным рецепторам (например, гормонов коры надпочечников или половых гормонов), непосредственно взаимодействующим с молекулами ДНК.

Ядерная оболочка отграничивает содержимое от цитоплазмы, обеспечивая тем самым различия в химическом составе нуклеоплазмы и цитоплазмы. Это необходимо для нормального функционирования ядерных структур: обеспечения меха-низмов взаимодействия генов, избирательной экспрессии и репрессии генов.

Нуклеоплазма (кариоплазма) представляет собой вязкую жидкость, окружающую хроматин и ядрышко. В ней находятся нуклеотиды, ионы, разнообразные белки, осуществляющие различные ядерные процессы (репликацию, транскрипцию и репарации ДНК, процессинг и сплайсинг РНК).

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/07/Stroenie-yadra-kletki.mp4

Ядрышко — небольшое округлое тельце, интенсивно окрашивающееся и содержащееся в ядрах неделящихся клеток. Количество ядры-шек может колебаться в зависимости от функционального состояния клеток. Это происходит за счет избирательной редуплика-ции (амп-лификации) генов, отвечающих за синтез рРНК. Функция ядрышка — синтез молекулы рРНК и соединение их с белками, т.е. сборка субъе-диниц рибосом. Оно образуется вокруг участка хромосомы, где находятся рибосомные гены, кодирующие рРНК. Этот участок хромосомы носит название ядрышкового организатора, здесь происходит синтез рРНК. Во время митоза ядрышки исчезают вследствие спирализации хромосом и выхода всех ранее образованных рибосом в цитоплазму, а после завершения деления возни-кают вновь.

Хроматин — специфически окрашивающиеся глыбки, гранулы и нитчатые структуры, образованные молекулами ДНК в комплексе с бел-ками. Белки хроматина — гистоны образуют нуклеосомы, с которыми связывается ДНК. Хроматин представляет собой форму существова-ния генетического материала в неделящихся клетках и обеспечивает возможность репликации и реализации, заключен-ной в нем инфор-мации. Различные участки молекул ДНК в составе хроматина обладают разной степенью спирализации (компак-тизации), а потому различаются интенсивностью окраски и характером генетической активности.

Различают эухроматиновые и гетерохроматиновые участки хроматина. Фрагменты хромосом, обозначаемые как эухроматиновые, харак-теризуются меньшей плотностью упаковки. Именно они содержат генетическую информацию и участвуют в транскрипции, т.е. транскри-бируются. Гетерохроматиновые (молчащие) фрагменты хромосом характеризуются более плотной упаковкой. В генети-ческом отноше-нии они инертны и не транскрибируются. Различают постоянный гетерохроматин, который никогда не транскриби-руется и соответствует центромерным и теломерным (концевым) участкам хромосом. Он характеризуется многочисленными повто-рами неинформативных пос-ледовательностей нуклеотидов. Функциональное значение такого хроматина заключается в структури-зации компонентов ядра неделя-щейся клетки, а также в регуляции процессов матричного синтеза.

Другая часть гетерохроматина непостоянна и может изменять степень спирализации в зависимости от этапа жизненного цикла клетки и направления ее дифференцировки. Такой гетерохроматин принято называть факультативным. Факультативный гетеро-хроматин инфор-мативен, т.е. может содержать гены. Когда он переходит в эухроматическое состояние, эти гены могут становиться доступными для транскрипции.

В процессе деления клеток происходит спирализация ДНК и хроматиновые структуры образуют хромо-сомы. Хромосомы — плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые являются единицами структурной организации генетического материала и обеспечивают его точное рас-пределение при делении клетки. Хромосомы лучше всего различимы на стадии метафазы митоза. Каждая метафазная хромосома состоит из двух хроматид (спирализованных идентичных молекул ДНК, образовавшихся в результате репликации). Хроматиды соединены между собой в области первичной перетяжки, или центромеры. Центромера делит хромосому на два плеча. В зависи-мости от места положения центро-меры различают равноплечие (метацентрические), неравно-плечие (субметацентрические) и палоч-ковидные (акроцентрические) хромосомы. Некоторые хромосомы имеют вторичные перетяжки, отделяющие спутники. Вторичные перетяжки ряда хромосом участвуют в образовании ядрышка. Набор хромосом в клетках конкретного вида организмов, характеризующийся числом, величиной и формой хромосом, называют кариотипом. В кариотипе соматических клеток парные хромосомы называют гомологичными, хромосомы из разных пар — негомологичными. Гомологичные хромосомы одинаковы по размерам, форме, составу и порядку расположения генов (одна унаследована от отцовского, другая — от материнского организма).

Хромосомы в составе кариотипа делят также на аутосомы, одинаковые у особей мужского и женского пола, и половые хромо-сомы (гетеросомы), участвующие в определении пола и разли-чающиеся у самцов и самок. У человека кариотип соматических клеток состоит из 46 хромосом (23 па-ры): 44 аутосомы и две по-ловые хромосомы (у женщины две гомологич-ные X-хромосомы, у мужчины — X- и Y-хромосомы, которые имеют него-мологич-ные и гомологичные участки). Хромосомы кариотипов организ-мов разных видов различаются числом, размерами и формой. В половых клетках хромосомы непарные (вследствие мейоза в гамете содержится по одной хромосоме из каждой пары). Одинарный набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным (n), набор хромосом в соматических клетках — диплоидным (2n).

• В клетках растительного организма преобладают синтетические процессы над реакциями высвобождения энергии.
• Хорошо развитая вакуолярная сеть обеспечивает явление тургора, в основе которого лежат процессы осмотического поступления воды в клетку.
• Ядро клетки является центром управления ее жизнедеятельностью.
• Наследственный материал клетки заключен в хромосомах.
• Хромосомами называют самостоятельные ядерные структуры, состоящие из плеч и первичной перетяжки.
• При максимальной спирализации ДНК хромосомы можно наблюдать в световой микроскоп как вытянутые, хорошо окрашиваемые тельца.
• В неделящейся клетке можно видеть ядрышко — скопление рРНК, белков и субъединиц рибосом, в основе которого лежит участок хромосомы, ответственный за структуру рРНК.
• Наследственный материал неделящейся клетки представлен хроматином — в различной степени спирализованным и деспирализованным материалом хромосом.
• Гетерохроматин в генетическом плане не активен.
• Эухроматин — участки хромосом, полностью раскрученные и генетически активные.
• Для клеток многоклеточного организма характерна избирательная активность генов.

Вопросы для самопроверки:

1. Когда и кем была сформулирована клеточная теория?
2. Каковы основные положения клеточной теории? Каково ее значение?
3. Почему клетка считается основной структурной и функциональной единицей живых организмов?
4. О чем свидетельствует то обстоятельство, что все клетки имеют сходное строение?
5. Каковы строение и свойства плазматической мембраны?
6. Какова роль мембраны, входящей в состав клеточной оболочки?
7. Почему говорят, что мембраны обладают избирательной проницаемостью?
8. Как попадают в клетку крупные молекулы и частицы веществ?
9. Чем характеризуется цитоплазма клетки?
10. Что такое включения и органоиды?
11. Что общего в строении митохондрий, эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, лизосом, пластид, ядерной оболочки?
12. Какие органеллы не имеют мембранной структуры?
13. Каков характер связи между строением и функциями митохондрий?
14. Каковы строение и функции хлоропластов?
15. Чем характеризуются строение и функции эндоплазматической сети?
16. Что такое рибосомы?
17. Чем характеризуются строение и функции комплекса Гольджи?
18. С каким органоидом клетки функционально тесно связан комплекс Гольджи?
19. Каковы строение и функции лизосом?
20. Что вы знаете о строении и функциях клеточного центра?
21. Каково строение ядра? Что такое хроматин?
22. Какова роль ядра в клетке? Какие структуры ядра обусловливают его функции?
23. Каковы строение и типы хромосом?
24. Что такое кариотип, аутосомы, диплоидный и гаплоидный наборы хромосом?

Включения.

Включения — относительно непостоянные структуры, встречающиеся в клетках некоторых типов в определенные моменты жизнедеятельности, например, в качестве запаса питательных веществ (зерна крахмала, белков, капли гликогена) или продуктов, подле-жащих выведению из клетки (гранулы секрета) и т.п.

Плотные включения называют гранулами, жидкие — вакуолями. В процессе жизнедеятельности в клетках могут накапливаться продукты обмена веществ (пигменты, белковые гранулы в секреторных клетках) или запасные питательные вещества (глыбки гликогена, капли жира). Включения выполняют преимущественно запасающие функции, в клетках некоторых тканей могут накапливаться абиогенные вещества, например, частички угольной пыли в легких у курильщиков.

Включения — это продукты метаболизма, способные накапливаться в виде гранул, зерен или капель с разной химической структурой. Редко могут встречаться в ядре.

Формируются они в основном в пластинчатом комплексе и в эндоплазматическом ретикулуме. Часть — результат неполного переварива-ния (гемосидерин). Процесс расщепления и удаления зависит от происхождения. Секреторные включения выводятся через протоки, углеводные и липидные — расщепляются под действием ферментов, меланин разрушается клетками Лангерганса.

Классификация клеточных включений:

• Трофические (крахмал, гликоген, липиды);
• секреторные (включения поджелудочной железы, эндокринных органов);
• экскреторные (гранулы мочевой кислоты);
• пигментные (меланин, билирубин);
• случайные (медикаменты, кремний);
• минеральные (соли кальция).

Жировые включения часто накапливаются в цитоплазме, как небольшие капли. Они характерны для одноклеточных, к примеру, инфузо-рий. У высших животных липидные капли находятся в жировой ткани. Чрезмерное накопление жировых включений приводит к патоло-гическим изменениям в органах, к примеру, вызывает жировую дистрофию печени.

Полисахаридные имеют гранулярное строение различной формы и размеров. Наибольшие их скопления располагаются в клетках попе-речнополосатой мускулатуры и печеночной ткани.

Включения белка встречаются не часто, главным образом являются питательным веществом в яйцеклетках (при микроскопическом исследовании можно увидеть разного рода пластинки, палочки).

Пигмент липофусцин — это включения желтого или коричневого цвета, которые скапливаются в клетках в процессе жизнедеятельности. Пигмент гемоглобин входит в состав эритроцитов крови. Родопсин — делает палочки сетчатки глаза чувствительными к свету.

Группа	Характеристика
Трофические	Сюда относят белки, жиры и углеводы. В клетках животных, особенно в печени и мышечных волокнах, находится гликоген. При нагрузках и потреблении большого количества энергии он используется в первую очередь. У растений накапливается крахмал, как основной источник питания.
Экскреторные	Это продукты метаболизма клетки, которые не были из нее удалены. Сюда также относят чужеродных аген-тов, проникших во внутриклеточное пространство. Такие включения поглощаются и перерабатываются лизо-сомами.
Секреторные	Их синтез идет в специальных клетках, а после они выводятся наружу через протоки или с током лимфы и крови. К секреторной группе относятся гормоны.
Пигментные	Иногда представлены продуктами обмена: гранулы липофусцина или скопления гемосидерина. Находятся в мела-ноцитах, клетках имеющих окрас. Выполняют защитную функцию, предотвращая действие солнечных лучей. У простейших видов меланоциты находятся во многих органах, что придает животным различную окраску. У человека основная масса пигментных клеток находится в эпидермисе, часть в радужке глаза.
Случайные	Встречаются в клетках, способных к фагоцитозу. Захваченные бактерии, которые плохо перевариваются, оста-ются в цитоплазме в виде гранул.
Минеральные	Сюда относятся соли Ca, которые откладываются при снижении активной деятельности органа. Нарушение метаболизма иона приводит также к накоплению солей в матриксе митохондрий.

Биологическое и медицинское значение клеточных включений

Избыточное скопление включений может привести к развитию серьезных патологий, которые принято называть болезнями накопления. Формирование заболевания связано со снижением активности лизосомальных ферментов и чрезмерным поступлением каких-либо ве-ществ (жировое перерождение печени, гликогенозмышечной ткани).

Например, развитие наследственной болезни Помпе обусловлено дефицитом фермента кислая мальтаза, как следствие в клетках накап-ливается гликоген, что ведет к дистрофии нервной и мышечной ткани.

Скапливаться в цитоплазме могут свойственные для клетки вещества, а также чужеродные, которые в норме не встречаются (амилоидоз почек). Во время старения организм

• Органоиды — это постоянные структурные элементы клетки, необходимые для стабильной работы и жизнедеятельности.
• Включения — это компоненты клетки, которые могут появляться и исчезать на протяжении ее жизни.

ОСОБЕННОСТИ ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ и ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ клеток.

• нет ограниченного мембранами ядра; единственная молекула ДНК, замкнутая в кольцо, находится в области цитоплазмы, называ-емой нуклеоидом.
• слабо развита система внутриклеточных мембран, нет хлоропластов, митохондрий, эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, функции которых выполняют выпячивания цитоплазматической мембраны;
• в цитоплазме находятся рибосомы; ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности, диффузно расположены в цитоплазме или связаны с внутренней поверхностью мембраны;
• центриоли и митотическое веретено отсутствуют, деление клеток осуществляется путем перетяжки (этому пред-шествует репликация ДНК, затем две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной);
• внутри клеток многих бактерий откладываются запасные вещества — полисахариды, липиды, полифосфаты, что обеспечивает прод-ление жизни в условиях отсутствия внешних источников энергии;
• жгутик образован субъединицами белка флагеллина;
• в клеточной оболочке фибрилла жгутика закреплена крюком, в цитоплазме находится базальное тельце, обеспечивающее движение жгутика;
• помимо жгутиков бактерии образуют и другие выросты (фимбрии и пили), которые обеспечивают прикрепление клеток к различ-ным поверхностям, а также отвечают за межклеточное распознавание;
• обычно снаружи формируется клеточная стенка, состоящая из особого гликопептида — муреина;
• некоторые виды бактерий образуют слизистую капсулу.

• У прокариот генетический материал клетки представлен одной кольцевой молекулой ДНК.
• Все бактерии, сине-зеленые водоросли и микоплазмы гаплоидны, т.е. содержат одну копию генов.
• В клетках прокариотических организмов практически нет внутренних мембран, поэтому большинство ферментов диффузно распространено по цитоплазме.
• Для передвижения прокариотические клетки используют жгутики, которые устроены проще, чем у эукариот.

Вопросы  для самопроверки:

1. На чем основано деление всех живых организмов на две группы — прокариоты и эукариоты?
2. Какие организмы относят к прокариотам?
3. Опишите строение бактериальной клетки.
4. Как размножаются бактерии?
5. В чем заключается сущность процесса спорообразования у бактерий?
6. В чем состоит значение прокариот в биоценозах? Расскажите об их экологической роли.
7. Чем образован генетический материал бактерий?
8. Почему большинство ферментов диффузно распространено в цитоплазме бактерий?
9. Какие отличия в строении жгутиков прокариот и эукариот?

Сравнительная характеристика растительной и животной клеток.

Особенности строения растительной клетки:

• Есть пластиды;
• Присутствует прочная целлюлозная оболочка;
• Автотрофный тип питания;
• Синтез макроэргических соединений, который происходит в хлоропластах и митохондриях;
• Наличие крупных вакуолей;
• Ядерный центр присутствует только у низших растений;  
• Минеральные соли находятся в виде кристаллов (включений).

Особенности строения животной клетки:

• Пластиды отсутствуют;
• Непрочная клеточная оболочка, которая называется гликокаликсом;
• Гетеротрофы;
• Синтез макроэргических соединений (АТФ) осуществляется исключительно в митохондриях;
• Вакуоли только мелкие, крупные отсутствуют;
• Ядерный центр есть у всех эукариот;
• Минеральные соли растворены в цитоплазме.

Сравнение растительной и животной клетки

Если сравнивать эти две структуры, важным отличием является способ питания: все растения относятся к автотрофам. Для животных органические вещества являются главным источником углерода, которые попадают в организм вместе с пищей, таким образом они относятся к гетеротрофам. У растений есть пластиды для фотосинтеза, которые обуслав-ливают их цвет (хромопласты — красные, хлоропласты — зеленые и лейкопласты — бесцветные), во втором типе кле-ток хлоропласты отсутствуют. Снаружи растения покрыты плотной оболочкой, которая называется плазматическая мембрана и состоит из целлюлозы, тогда как у животных наружная мембрана представлена гликокаликсом.

Общие признаки строения

Все ядерные структуры покрыты очень тонкой мембранной оболочкой, которая ограждает их от взаимодействия с внешней средой. С помощью специальных наростов, называемых складкам, они очень близко прилегают друг к другу. Обмен веществ осуществляется через специальные отверстия — поры, которые пронизывают мембрану. Главным ор-ганоидом всех типов клеток растений и животных является ядро. Чаще всего оно находится в центре и может содер-жать одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры РНК. В обеих структурах содержится бесцветная полужидкая цитоплазма, которая заполняет пространство между ядром и мем-браной. В ней находятся органоиды и запасные питательные вещества. Важным является генетический код, который наследуется одина-ково. Обмен веществ и энергии происходит по одинаковому принципу. Одинаковый процесс деления, т.к. и животная, и растительная могут делиться путем митоза. Имеют одинаковую химическую составляющую. Сходный сос-тав органоидов (ЭПС, Аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, митохондрии).

Принципиальное сходство в особенностях строения и молекулярного состава клеток растений и животных указывает на родство и единство их происхождения, вероятнее всего, от одноклеточных водных организмов. В составе обоих видов содержится множество элементов Периодической таблицы, которые в основном существуют в виде комплекс-ных соединений неорганической и органической природы. Одна-ко различным является то, что в процессе эволюции эти два типа клеток далеко отошли друг от друга, т.к. от различных неблагоприятных воздействий внешней среды они имеют абсолютно разные способы защиты и также имеют различные друг от друга способы питания. Растительная клетка главным образом отличается от животной крепкой оболочкой, состоящей из целлюлозы; специальными орга-ноидами — хлоропластами с молекулами хлорофилла в своем составе, с помощью которых осуществим фотосинтез; и хорошо развитыми вакуолями с запасом питательных веществ.

Сходство грибов с растениями и животными.

Признак	Сходство с растениями	Сходство с животными
Особенности организма	Способность к неограниченному росту; неподвижность в вегетатив-ном состоянии	—
Способ/тип питания	Осмотрофный тип питания — транс-порт растворённых питательных ве-ществ через мембрану клеток	Гетеротрофный способ питания — потребление готовых органических веществ
Размножение	С помощью спор	—
Строение клетки	Клетки имеют клеточные стенки	В клетках нет пластид
Биохимические особенности	—	Запасное питательное вещество — гликоген; продукт метаболизма —мочевина; некоторые виды содержат хитин.
Экологическая роль в экосистемах	—	Потребители (консументы) или раз-рушители (редуценты) органическо-го вещества, никогда не бывают его производителями (продуцентами)

Строение грибов.

Грибы разнообразны по строению, среди них есть микроскопические формы, тела которых представлены одной или несколькими клетками, и более крупные организмы. В обиходе грибами обычно называют плодовые тела некоторых представителей царства грибов (шляпочных грибов). 

Вегетативное тело гриба состоит из длинных тонких нитей — гиф (от др.-греч. hyphe [гифэ] — «ткань, паутина»). Гифы обладают верхушечным ростом и могут ветвиться, образуя густую переплетённую сеть — мицелий (от др.-греч.  mykes [ми́кес] — «гриб»), или грибницу. Он погружён в субстрат (почву, древесину, ткани живого организма) или располага-ется на его поверхности и служит для поглощения воды и питательных веществ. Скорость роста мицелия зависит от условий среды и может достигать нескольких сантиметров в сутки.

Плодовое тело — это специализированная структура, служащая для размножения и образующаяся из переплетённых гиф мицелия. Функция плодового тела — образование и рассеяние спор. Не все виды грибов способны образовывать плодовые тела. Грибы, образующие плодовые тела, относят к группе (подцарству) высших грибов.

Мицелий у грибов бывает двух видов.

• Неклеточный (несептированный) мицелий лишён межклеточных перегородок и образован одной многоядер-ной гигантской клеткой. Характерен для двух классов грибов — Зигомицеты и Хитридиомицеты.
• Клеточный (септированный) мицелий имеет межклеточные перегородки (септы); клетки в нём одно-, двух- или многоядерные. В клеточных перегородках могут оставаться отверстия, через которые цитоплазма, органоиды и даже ядра свободно перетекают из клетки в клетку. У многих грибов мицелий состоит из двухядерных клеток.

Мицелий: 1 — одноклеточный (несептированный); 2 — многоклеточный (септированный); 3 — дикариотические клетки дрожжей

Строение клетки гриба.

Грибы — эукариоты, строение их клеток отличается от строения клеток бактерий, но некоторые грибы, как и бакте-рии, могут образовывать капсулу.

Клеточная стенка.

У многих грибов клеточная стенка многослойная, состоящая в основном из полисахаридов (80—90%), близких к цел-люлозе, и азотистых веществ, подобных хитину. В небольшом количестве в составе клеточной стенки грибов прису-тствуют белки, липиды, полифосфаты.

Цитоплазматическая мембрана.

Как и у бактерий, цитоплазматическая мембрана у грибов расположена иод клеточной стенкой и состоит из трех слоев.

Цитоплазма.

В цитоплазме, которой, как и у бактерий, заполнена грибная клетка, находятся многочисленные органоиды: ядро, митохондрии, аппарат Гольджи и др.

Митохондрии. 

Это двумембранные органеллы. Так же как и у бактерий в мезосомах, у грибов в митохондриях осуществляются энергетические процессы и синтезируется АТФ (аденозинтрифосфат) — вещество, богатое энергией.

• 1 — клеточная оболочка; 2, 5 — митохондрии; 3 — ядро; 4 — рибосомы;
• 6, 11 — цитоплазматическая мембрана; 7 — ломасомы; 8 — аппарат Гольджи (диктиосомы); 9 — эндоплазматическая сеть; 10 — цитоплазма

Эндоплазматический ретикулум.

Или эндоплазматическая сеть — это мембранная система из взаимосвязанных канальцев, местами суживающихся или расширяющихся. Ретикулум пронизывает цитоплазму, в нем происходит синтез различных веществ.

Сравнительная характеристика растительной, животной клетки и клетки грибов.

Клеточная структура	Функция	Бакт.	Раст.	Живот.	Грибы
Ядро	Хранение наследственной информации, синтез РНК	Нет	Есть	Есть	Есть
Клеточная мембрана	Выполняет барьерную, транспортную, матричную, механическую, рецепторную, энергетическую, ферментативную и маркировочную функции.	Есть	Есть	Есть	Есть
Капсула	Предохраняет бактерии от повреждений и высыхания. Создаёт дополнительный осмотический барьер и является источником резервных веществ. Препятствует фагоцитозу бактерий.	Есть	Нет	Нет	Нет
Клеточная стенка	Полисахаридная оболочка над клеточной мембраной, через неё происходит регуляция воды и газов в клетке. Не проницаема даже для мелких молекул. Не препятствует диффузному движению	Есть	Есть	Нет	Есть
Контакты между клетками	Связывание между собой клеток ткани. Транспорт веществ между клетками.	Нет	Плазмо-десмы	Десмо-сомы	Септы
Хромосомы	Нуклеопротеиновый комплекс, содержащий ДНК, а также гистоны и истоноподобные белки	Нукле-оид	Есть	Есть	Есть
Плазмиды	Хранение геномной информации, которая кодирует ферменты, которые разрушают антибиотики, тем самым позволяют избегать их губительного воздействия	Есть	Нет	Нет	Нет
Цитоплазма	Содержит в себе органеллы клетки и равномерно распределяет питательные вещества по клетке.	Есть	Есть	Есть	Есть
Митохондрии	Органоиды, принимающие участие в превращении энергии в клетке. Имеют внутренние мембраны, на которых осуществляется синтез АТФ	Нет	Есть	Есть	Есть
Аппарат Гольджи	Производит синтез сложных белков, полисахаридов, их накопление и секрецию	Нет	Есть	Есть	Есть
Эндоплазматич. ретикулум	Выполняет синтез и обеспечивает транспорт белков и липидов	Нет	Есть	Есть	Есть
Рибосомы	Органоиды, состоящие из двух субъединиц, осуществляют синтез белка (трансляцию).	Есть	Есть	Есть	Есть
Центриоль	Во время деления клетки образует веретено деления	Нет	Нет	Есть	Нет
Пластиды	Двухмембранные структуры, в которых происходят реакции фотосинтеза (хлоропласты), происходит накопление крахмала (лейкопласты), придают окраску плодам и цветкам (хромопласты)	Нет	Есть	Нет	Нет
Лизосомы	Производят расщепление различных органических веществ	Нет	Есть	Есть	Есть
Пероксисомы	Производят синтез и транспорт белков и липидов	Нет	Есть	Есть	Есть
Вакуоли	Накапливают клеточный сок. Для перемещения бактериальных клеток в толще воды. Поддерживает напряжённое состояние оболочек клеток	Нет	Есть	Нет	Нет
Цитоскелет	Опорно-двигательная система клетки. Изменения в белках цитоскелета приводят к изменению формы клетки и расположению в ней органои-дов.	Бывает	Есть	Есть	Есть
Мезосомы	Артефакты, возникающие во время подготовки образцов для электронной микроскопии	Есть	Нет	Нет	Нет
Пили	Служат для прикрепления бактериальной клетки к различным поверхностям	Есть	Нет	Нет	Нет
Органеллы для перемещения	Служат для перемещения в пространстве (реснички, жгутики и др.)	Есть	Есть	Есть	Нет

https://bvl-verba.ru/wp-content/uploads/2022/07/model-kletki.mp4