Тема №2: Клетка – элементарная единица живого

Структурно-функциональной единицей любого живого организма является клетка. Согласно современному определению: «Жизнь есть способ существования белковых тел, структура которых запрограммирована в структуре нуклеиновых кислот: ДНК или РНК». Живые организмы существуют в виде открытых систем, которые постоянно обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, информацией.

1. Самообновление, связанное с потоками вещества и энергии

2. Самовоспроизведение, связанное с потоком информации

3. Саморегуляция, базирующаяся на всех 3 потоках.

Любому живому организму присуща наследственность и изменчивость.

Наследственность – это способность организмов передавать из поколения в поколение особенности морфологии, физиологии и индивидуального развития в определённых условиях среды. Изменчивость – это способность организмов приобретать новые или утрачивать прежние признаки или свойства. Эти два противоположных свойства живого тесно связаны друг с другом и с эволюционным процессом. Наследственность консервативна и обеспечивает сохранение видовых признаков. Благодаря изменчивости организмы способны к адаптации и выживанию в меняюшихся условиях среды обитания. Появившиеся в результате изменчивости новые признаки могут играть важную роль в эволюции при их наследственном характере. У всех живых организмов, за исключением ряда вирусов, наследственная информация содержится в молекуле ДНК. Структурно-функциональной единицей наследственности является ген. Ген – это участок молекулы ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка.

Все клетки по морфологии делятся на 2 типа: прокариоты и эукариоты. Для эукариотических клеток характерно наличие 3 основных компонентов: ядра, цитоплазмы с органоидами и клеточной мембраны, отграничивающей клетку от окружающего пространства. К эукариотам относятся клетки растений, животных и человека. Прокариоты (бактерии и сине-зелёные водоросли) не имеют чётко оформленного ядра. Особую форму жизни составляют вирусы, которые могут существовать только внутри клетки организма-хозяина.

Отличия прокариотических и эукариотических клеток.

В многоклеточном организме все клетки делятся на половые (гаметы) и соматические (любые клетки (кожи, печени и т.д.) за исключением половых).

Вопросы для самоконтроля:1. Дайте определение жизни, перечислите основные характеристики живых объектов.

2. Назовите элементарную структурно-функциональную единицу живого.

3. Перечислите основные отличия про- и эукариотической клетки.

4. Назовите и укажите функции основных органоидов эукариотической клетки.

5. Клетки человека – это про- или эукариотические клетки?

Размножение – это фундаментальное свойство всего живого, это способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. Различают 2 способа размножения: бесполое и половое. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь, потомство является точной копией родителя, цитологической (клеточной) основой служит митоз. Бесполое размножение характерно для большинства растений и животных с относительно низким уровнем структурно-физиологической организации. Его эволюционное значение – сохранение численности вида и наибольшей его приспособленности в маломеняющихся условиях среды обитания.

В половом размножении участвуют 2 особи, потомство генетически отлично от обоих родителей, цитологическая основа – мейоз. Эволюционное значение: за счёт генетического разнообразия осуществляется естественный отбор, что способствует большей приспособленности вида к меняющимся условиям среды, появлению новых видов и, следовательно, эволюции жизни.

Таким образом, соответственно 2 типам размножения, выделяют 2 способа деления клеток: митоз и мейоз. Митоз является не только основой бесполого размножения, но и способом деления соматических клеток в многоклеточном организме, обеспечивая тем самым рост и развитие организма (организм взрослого человека состоит примерно из 10¹⁴ клеток), восстановление тканей и органов, а также само существование организма в ходе онтогенеза (продолжительность жизни отдельных клеток меньше времени жизни целого организма). Митоз является частью жизненного или митотического цикла клетки.

Митотический (клеточный) цикл – это совокупность процессов, протекающих в клетке от одного деления до другого, включая сам митоз. Период жизнедеятельности клетки от одного деления до другого называется интерфазой. Таким образом, митотический цикл подразделяется на интерфазу и митоз. Интерфаза состоит из 3 периодов: пресинтетический (G1), синтетический (S) и постсинтетический (G2). В S- период происходит редупликация (самоудвоение) молекул ДНК. Продолжительность S-периода в клетках человека около 7 часов, G2 – 3 часа. Длительность фазы G1 вариабельна. Из этой фазы клетка либо вступает на путь пролиферации (деления) и переходит в S-период, либо попадает в фазу покоя G0. В этой фазе в клетке происходят все обменные процессы, но они не делятся. Это основная форма существования высокоспециализированных клеток, в том числе и нейронов ЦНС.

Продолжительность нормального митоза колеблется от 0,5 до 1 ч. В его ходе выделяют 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В животной клетке профаза начинается с расхождения к разным полюсам клетки центриолей, органоидов обеспечивающих формирование веретена деления, состоящего из отдельных микротрубочек. После этого происходит деградация оболочки ядра и максимальная компактизация хромосом. Каждая хромосома состоит из 2 хроматид, соединённых в области центромеры. Хроматиды появились в результате редупликации ДНК в S-период интерфазы. Хроматиды одной хромосомы (сестринские хроматиды) полностью идентичны друг другу. Эта стадия наиболее длительна в митозе и в клетках человека в среднем составляет 35 минут. В метафазе хромосомы располагаются по экватору клетки перпендикулярно микротрубочкам веретена деления в виде так называемой метафазной пластинки. Микротрубочки веретена деления прикрепляются к особым структурам центромер – кинетохорам на каждой из сёстринских хроматид. Анафаза – самый короткий период митоза, в ходе которого сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам делящейся клетки. В телофазу происходит цитокинез (деление цитоплазмы на 2 равные части с образованием новой клеточной мембраны в месте разрыва), деспирализация хромосом и формирование ядер дочерних клеток. Ускорение митоза и увеличение митотической активности (процент делящихся клеток) ткани лежит в основе онкопатологии, противоположный процесс сопровождает старение.

Биологическое значение митоза заключается в точном распределении дочерних хромосом и содержащейся в них генетической информации между дочерними клетками, что обеспечивает постоянство хромосомного и генного набора в многочисленных клеточных поколениях.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: