Из чего состоит организм – Презентация на тему: «ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. Из чего состоит наш организм? Организм – это самостоятельная страна Клетки — жители Органы — города Кровеносные сосуды

Содержание

Из чего состоит организм человека

Наш организм — это сложный биохимический механизм, который требует ежедневного поступления необходимых питательных веществ. Итак, из чего же состоит самое уникальное создание на земле?

Человеческое тело состоит из более 80 элементов. Основные – кислород, водород, углерод, азот. Далее следуют макроэлементы — кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний и завершает этот список микроэлементы, их в человеческом организме более 68.

Итак, какова же причина дефицита и избытка этих элементов в организме человека, в наше время. Коренные изменения, произошедшие с нашей планетой за последние десятилетия не только в экологии, но и в нашем питании, оказывают чрезвычайно  опасное влияние на наше здоровье. Практически все продукты, потребляемые нами, содержат вредные вещества — гербициды, инсектициды, антибиотики, синтетические витамины, консерванты, красители, ароматизаторы. Химические соединения накапливаются и откладываются в тканях нашего организма, разрушая, в конечном счете, его изнутри.

Например, избыток

молибдена вызывает риск возникновения подагры и камнеобразования. Нехватка меди, особенно у беременных женщин вызывает пороки развития плода. Когда в организме человека не хватает хрома и цинка, увеличивается риск заболеть сахарным диабетом и атеросклерозом, а нехватка марганца и селена приводит к образованию онкологических заболеваний.

Использование медицинских препаратов ксенобиотиков — чужеродных для организма синтезированных химических веществ, приводит к необратимым процессам. Например, мочегонные средства вымывают из организма калий, магний, кальций, натрий. Аспирин и антиаритмические препараты вызывают нехватку меди, что приводит к образованию артритов и артрозов. Цитромон и антациды — химические препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых заболеваний желудочно-кишечного тракта, содержат 

алюминий (токсичный микроэлемент,который вызывает заболевания сосудов мозга и остеомаляцию). 

Самый лучший доктор — это ваш собственный организм. Он лучше всех докторов и академиков знает, что и в каком объеме ему делать. Организм человека — самонастраивающаяся и самовосстанавливающаяся система. И как всякая система она требует ежедневного ухода. Для того, чтобы обладать хорошим здоровьем, нам необходимы белки, жиры, углеводы, вода, витамины, минералы, аминокислоты и незаменимые жирные кислоты.  Все необходимое для правильной работы обмена веществ в организме, вы найдете в продукции компании VISION. Продукты Vision — это качество, обеспеченное профессионализмом специалистов, проверенное временем и подтвержденное многочисленными положительными отзывами потребителей и экспертов. Важный факт —

качество продуктов Vision неизменно высоко во всех странах присутствия. Продукция Vision повсеместно получила признание как продукция XXI века. 

Каталог продукции компании Вижин

Внутренние органы человека: строение, описание :: SYL.ru

Общие понятия о внутреннем строении организма

Тело имеет две крупные полости, вмещающие в себя основные внутренние органы человека. Строение грудной клетки таково, что образованный ею костно-мышечный каркас выполняет функцию защиты жизненно важных систем организма. Брюшная полость — резервуар для «хранения» органов пищеварения. Они защищены достаточно толстой стенкой брюшного пресса и широкими мышцами спины. Органы мочеполовой системы находятся в малом тазу.

Практически все внутренние органы человека строение свое получили в ходе эволюции — они полые внутри, так как по ним постоянно осуществляется движение пищи, воздуха или биологических жидкостей. Лишь некоторые из них имеют паренхиматозное строение, то есть плотную структуру. Полые внутренние органы имеют три основных слоя и несколько подслоев. Остановимся на их описании более подробно:

  1. Слизистый слой (или оболочка) выстилает поверхность изнутри. Он покрыт эпителиальными бокаловидными клетками. Выделяемая ими слизь предохраняет органы от различного рода повреждений. Слизистый слой также имеет множество сосудов, лимфатической ткани и пузырьков, выполняющих определенные функции.
  2. Мышечная оболочка представляет собой гладкую ткань, которая состоит из двух слоев — глубокого и поверхностного. Их поочередное сокращение обеспечивает процесс движения содержимого по системам жизнеобеспечения.
  3. Серозный слой покрыт мезотелием, выделяющим секрет, который защищает органы от негативного влияния снаружи.

Сердце

Строение внутренних органов человека (фото муляжа представлено выше), а точнее, владение знаниями о таковом, помогает понимать механизм всех процессов, в том числе развития патологий и заболеваний. Сердце — главный двигатель, без которого жизнь невозможна. Его импульсные сокращения происходят постоянно, они неконтролируемы и работают самопроизвольно, периодически ускоряя или замедляя темп. Все зависит от внешних и внутренних факторов, например, от физической нагрузки или уровня кислорода в определенный момент в окружающей среде.

Строение сердца достаточно сложное. Оно начинает сокращаться у плода в материнском чреве уже на 3 неделе беременности, имея вид листка. В 6 недель происходит его внутреннее деление перегородками на 4 части.

Кровь питает все внешние и внутренние органы человека. Строение сердце позволяет ему образовывать вместе с кровеносными сосудами два круга кровообращения. Малый обогащает эритроциты кислородом в легких. Большой круг питает весь организм. Каждое сердце имеет 4 клапана. Возможно их повреждение — врожденное или приобретенное. Это порок сердца. Сам орган состоит из трех слоев: эндокарда, миокарда и перикарда, каждый их которых выполняет определенную функцию.

Дыхательная система

Нет ничего более совершенного, чем анатомическое строение человека. Внутренние органы объединены в системы и не могут существовать один без другого. Воздух в легкие поступает через наружные дыхательные пути, где очищается и прогревается. Кровь разносит кислород по всему организму.

Бронхи, трахея, гортань, безусловно, играют большую роль, доставляя воздух при вдохе и выводя углекислый газ при выдохе, но газообмен происходит в легких. Это парный орган, который находится в грудной полости. Интересно, что левое легкое несколько меньше правого. Это связано с тем, что рядом с ним соседствует сердце, которому требуется определенное место для нормальной работы.

Желудочно-кишечный тракт

Пищеварительная система также относится к понятию «внутренние органы человека». Строение всех элементов желудочно-кишечного тракта полое, напоминающее трубку с различными расширениями и складками на всем своем протяжении. Верхний отдел — пищевод — мышечным слоем образует два сфинктерных клапана. Один из них находится в верхнем его отделе, а другой — в нижнем.

Строение внутренних органов человека (фото присутствуют в статье) наглядно демонстрирует эволюционную мудрость природы. Желудок, точно как и пищевод, имеет два сфинктерных клапана — кардиальный (верхний) и пилорический (нижний). Благодаря им, пища продвигается в одну сторону. Функция желудка сводится к тому, чтобы обеспечить частичное дробление белкового содержимого и обработку его соляной кислотой.

Двенадцатиперстная кишка

Пилорический сфинктер переправляет обработанную желудком пищу в двенадцатиперстную кишку, которая является верхним отделом самого длинного органа человека. Схема строения внутренних органов человека демонстрирует орган, как подкову, которая «обнимает» поджелудочную железу. Двенадцатиперстная кишка имеет свой сфинктер, носящий название Одди.

Печень

Чтобы понять как работает организм, важно знать строение человека. Внутренние органы, печень среди которых занимает не последнее место, взаимосвязаны между собой. Исключив одно звено из цепи, организм перестает существовать или функционирует не в полном объеме.

Печень является неотъемлемой частью пищеварительного тракта, но, кроме этого, выполняет уникальную функцию по очищению крови от вредных веществ, токсинов, тяжелых металлов. Орган имеет дольчатое паренхиматозное строение. Печень участвует в процессе свертывания крови, вырабатывая особые белковые фракции, а также красные тельца — эритроциты.

Орган подвержен заболеваниям различного происхождения. Если такое случается, заметно изменяется состав крови, что пагубно влияет на различные системы жизнеобеспечения, в первую очередь поражается головной мозг. При соблюдении необходимой диеты и общих назначений врача клетки печени достаточно быстро регенерируют.

Селезенка

Строение человека, внутренние органы (селезенка в том числе) представлены в различных анатомических атласах. Топографически определить местонахождение любого элемента не составляет большого труда. Однако не все знают о функциональном значении каждого из них. Например, селезенка — своеобразное кладбище человеческого организма, где умирают отработанные клетки.

Кроме того, она является значимой частью

причем как по важности, так и по размерам. Селезенка также включается в процесс образования тромбоцитов и нейтрофилов, когда воспалительный процесс не может быть компенсирован другими силами организма.

Мочевыделительная система

Продолжаем рассматривать тему: «Строение человека: внутренние органы». Почки играют роль природного фильтра, выбрасывая из организма лишнюю воду и отработанные вещества, такие как мочевина, креатинин, различные формы токсинов и лекарств. Мочеиспускательный канал имеет анатомические особенности, связанные с полом.

Внешне почки (их две штуки) похожи на зерна фасоли. Внешний слой — мозговое вещество. На разрезе почка напоминает губку, функция схожа. Интересно, что если долго не опорожнять мочевой пузырь, выделяемое скапливается и застаивается в почечных лоханках. Далее происходит процесс обратной реабсорбции вредных веществ в кровь. В результате организм самоотравляется.

Репродуктивная система мужчины

Без процесса размножения и деторождения невозможно существование человечества. В силу специфики и предназначения строение человека, внутренние органы мужчины и женщины имеют кардинальное различие. Начинается оно с их местоположения.

Мужчины имеют систему репродукции, состоящую из органов, расположенных вне тела, в области малого таза. Их можно разделить на три условные группы.

  1. Производство и хранение сперматозоидов. Эту функцию выполняют яички, расположенные в мошонке. Теплая сперма перемещается в эпидидимис, где продолжает свое развитие.
  2. Производство эякуляторной жидкости. С этой работой справляются железы, такие как семенные везикулы, простата. Движение жидкости происходит по семявыводящему протоку.
  3. Перемещение жидкости к яйцеклетке. Происходит при участии наружного полового органа — пениса и желез Коупера. Строение человека внутренние органы мужчины
    Строение человека внутренние органы мужчины

Женские репродуктивные органы располагаются внутри малого таза и состоят из влагалища, матки и яичников. В последних происходит созревание клеток, участвующих в процессе оплодотворения. Матка — полость для развития плода во время беременности. Она имеет большое количество сосудов и мышечный слой, способный к растяжению.

Конспект «Организм человека. Общий обзор»

«Организм человека. Общий обзор»

Организм человека — это сложная целостная саморегулирующаяся и самовозобновляющаяся система, состоящая из огромного количества клеток. Организм — живая система, характерными чертами которой являются потребление энергии, обмен веществ с окружающей средой, рост, развитие и размножение. Прежде всего организм представляет собой саморегулирующуюся систему, взаимосвязь всех органов и систем организма обеспечивается гуморальной и нервной регуляцией.

Организм человека. Общий обзор

Анатомия, физиология и гигиена человека (организм человека) составляют основу современной медицины, педагогики, психологии. Развитие этих наук помогает разрабатывать эффективные методы профилактики и лечения заболеваний человека. Знания о строении и функциях человеческого организма позволяет человеку соблюдать правила личной гигиены, быть здоровым и физически крепким.

Ткани человека

В состав тканей входят клетки, сходные по строению, происхождению и функциям, а также межклеточное вещество. Также в организме человека различают четыре основных типа тканей, каждая из которых выполняет определенную функцию:

  1. эпителиальная ткань,
  2. соединительная ткань,
  3. мышечная ткань,
  4. нервная ткань.

ткани человека

Система органов человека

Ткани образуют органы, которые занимают постоянное положение и имеют определенное строение. Благодаря гуморальной и нервной регуляции органы функционально взаимосвязаны и образуют систему органов. Например, кровеносные сосуды и сердце обеспечивают транспорт кислорода, углекислого газа, питательных веществ, продуктов метаболизма и т.п. к соответствующим органам.

система органов человека

Система органов Части системы Функции
Опорно-двигательная Скелет Опора тела, защита. Движение. Кроветворение
Мышцы Движение тела посредством работы мышц сгибателей и разгибателей. Мимика, речь. Движение стенок внутренних органов
Покровная Кожа Покровная, защитная, терморегуляционная, выделительная, осязательная
Кровеносная Сердце Взаимосвязь всех органов организма. Связь с внешней средой. Выделение через легкие, почки, кожу. Защитная (иммунитет). Регуляторная (гуморальная). Обеспечение организма питательными веществами, кислородом
Сосуды
Дыхательная Легкие Проведение вдыхаемого воздуха, водяного пара. Газообмен между воздухом и кровью, выделение продуктов обмена
Дыхательные пути
Пищева-рительная Пищеварительные железы Образование пищеварительных соков, ферментов, гормонов. Переваривание пищи
Пищеварительный тракт Переваривание, проведение и всасывание переваренной пищи. Образование каловых масс и выведение их наружу
Мочевы-делительная Почки Выведение продуктов диссимиляции, сохранение постоянства внутренней среды, защита организма от самоотравления, связь организма с внешней средой, поддержание водносолевого обмена
Половая Женские половые органы Образование женских половых клеток (яйцеклеток) и гормонов; развитие плода. Образование мужских половых клеток (сперматозоидов) и гормонов.
Мужские половые органы
Эндокринная Железы Гуморальная регуляция и координация деятельности органов и организма
 Нервная Центральная Высшая нервная деятельность. Связь организма с внешней средой. Регуляция работы внутренних органов и поддержание постоянства внутренней среды. Осуществление произвольных и непроизвольных движений, условных и безусловных рефлексов
Периферическая
Система органов человека

Таблица. Система органов человека (нажмите на картинку для увеличения)



Нейрогуморальная регуляция

Гуморальная  регуляция осуществляется с помощью гормонов и других веществ, которые разносятся по организму с током крови (эндокринная система)

Нервная регуляция более оперативна, поэтому взаимодействие органов с помощью нервной системы осуществляется в сотни раз быстрее по сравнению с гуморальной регуляцией. Нервные импульсы направлены к определенным органам и тканям, быстро регулируя их состояние и деятельность.

Нервная и гуморальная регуляции функций организма взаимосвязаны. На функционирование нервной системы оказывают влияния активные химические вещества, циркулирующие в криви. Образование этих веществ регулируется в свою очередь нервной системой. В результате существует единая нервно-гуморальная регуляция функций организма.

организм человека



Это конспект по теме «Организм человека. Общий обзор». Выберите дальнейшие действия:

Из чего состоят живые организмы?

Познакомившись со всеми царствами живой природы, ты уже знаешь, какое огромное количество различных организмов абсолютно любых форм и размеров населяет нашу планету. А что же их всех объединяет? Оказывается, каждое живое существо состоит из мельчайших частиц, которые называются клетками. Причем их количество может быть разным: есть простейшие организмы, в состав которых входит всего одна клетка, а есть и те, которые состоят из миллиардов различных клеток.

Клетки: история открытия

На протяжении довольно длительного периода истории ученые слишком мало знали о живых организмах и их строении. И только в середине XVII в. английский ученый Роберт Гук первым увидел клетки и дал им название. Ему удалось усовершенствовать примитивный микроскоп и рассмотреть в него тонкий срез пробкового дерева. Гук увидел ячейки, похожие на пчелиные соты, и назвал их клетками.

Первым, кто наблюдал живые клетки, стал голландский ученый Антони ван Левенгук. Его интересовали образцы крови, кожи, слюны и даже дождевой воды. Левенгук был очень удивлен, увидев однажды в капле дождевой воды подвижных маленьких «зверьков».

Это были одноклеточные организмы — амебы, инфузории, бактерии.

Одноклеточные организмы

Одноклеточные организмы

К началу XVIII в. ученые уже имели некое представление о внутреннем строении организмов. А с усовершенствованием оптических приборов у биологов появлялось все больше и больше возможностей для изучения клеток.

Немецкий ботаник Маттиас Щлейден сделал вывод о том, что все части растений, которые он наблюдал в микроскоп, состоят из клеток.

К подобному заключению пришел еще один немецкий ученый — Теодор Шванн, изучавший внутреннее строение животных. Позже была сформирована так называемая клеточная теория. Ее основные положения сводятся к следующему:

  • Все живые существа состоят из клеток.
  • Клетки — основные структурные и функциональные единицы живых существ.
  • Одни живые клетки происходят от других живых клеток.

Клетки разных тканей тела человека

Клетки разных тканей тела человека

Клетки считаются самыми маленькими частицами нашего тела. Они входят в состав волос; ногтей, костей и всех остальных органов. Внутри каждого из нас находится огромное количество клеток. Клетки крови разносят по организму кислород. Клетки мышц расслабляются и сокращаются — именно поэтому мы может двигаться. Жировые клетки накапливают в нашем организме энергию и сохраняют тепло. Клетки кожи образуют вокруг тела защитную оболочку.

Клетка — это основной элемент жизни. Клетка может питаться, двигаться и воспроизводиться.
клетки человека

 

Организм человека состоит из 220 млрд клеток. Ученые разделили их на две большие категории: наряду с 20 млрд бессмертных клеток, которые сопровождают человека на протяжении всей его жизни, в его организме находятся 200 млрд постоянно замещаемых и обновляемых клеток. Например, клетки кишечника живут 3—5 дней, печени — 480 дней, а вот нервные и мышечные клетки могут жить 100 и более лет.

Ученые предположили, что если все клетки человеческого организма выложить в одну линию, то ее протяженность составит 15 000 км!

Структура клетки

Форма и размер

Клетки очень разнообразны по форме и размеру. Они могут выглядеть как шарик, звезда, прямоугольник, овал и т.д. Самые большие клетки размером со страусиное яйцо (до 15 см), а самые маленькие видны только под микроскопом с большим увеличением.

клетки человека

Клетки под микроскопом

Строение клетки

Внутри клетки находятся органоиды, или органеллы. Они призваны обеспечивать все потребности клетки. Органоиды поставляют питание, выводят наружу ненужные вещества, защищают и восстанавливают клетку, помогают ей расти и воспроизводиться.

Строение клетки

Строение клетки

Так, например, ядро — это центр управления. Митохондрии представляют собой энергетические станции клетки. А в аппарате Гольджи происходят необычные превращения: здесь образуются, упаковываются и транспортируются органические вещества, необходимые клетке. Лизосомы отвечают за переваривание пищи и попавших в клетку отработанных веществ, бактерий, вирусов. Эндоплазматическая сеть является внутренним «скелетом» клетки. Рибосомы — это «клеточная кухня» по производству белка. Плазматическая мембрана защищает клетку и транспортирует вещества как наружу, так и внутрь нее.

эукариотические и доядерные клетки

Главным органоидом клетки является ядро. Именно по этому признаку биологи делят все живые организмы на эукариотические (от «карио» — «ядро»), клетки которых содержат ядро, и прокариотические, т.е. доядерные

Клеточная стенка

Это защитная оболочка растительной клетки, основное назначение которой заключается в обеспечении целостности клетки.

Клеточная стенка

Зачем клеточная стенка растениям и почему ее нет у животных клеток? Выгляни в окно и внимательно присмотрись к любому дереву. Ствол направлен вертикально вверх. А чтобы удержаться в таком положении, он должен быть очень прочным И такая прочность обеспечивается именно особенностями растительной клетки, внешняя часть которой представляет собой своеобразный жесткий каркас, который позволяет дереву удерживать свой вес. Если бы у растительных клеток отсутствовали клеточные стенки, то все растения были бы мягкими и подвижными и, вероятнее всего, лежали бы на земле

А теперь представь, что каждая клетка человека защищена подобной клеточной стенкой. Вряд ли бы мы были достаточно гибкими и подвижными. То же самое можно сказать и о животных.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана есть как в растительных так и в животных клетках. В клетках растительного происхождения мембрана — это вторая оболочка, расположенная под клеточной стенкой. Клеточная мембрана животных клеток содержит холестерин, который придает ей определенную прочность. В растительных клетках холестерин отсутствует, поэтому мембраны таких клеток гораздо мягче чем животных. Для того чтобы клетка оставалась здоровой, она должна получать питание и освобождаться от отходов своей жизнедеятельности.

Посмотри внимательно на этот рисунок. На мембране находятся небольшие отверстия. Через них в клетку поступают питательные вещества и выводятся токсины.

Отверстия в клеточной мембране хорошо заметны под микроскопом

Отверстия в клеточной мембране хорошо заметны под микроскопом

Цитоплазма

Наше путешествие продолжается. Пройдя сквозь мембрану, ты окажешься в слое густого желе. Это вещество, наполняющее клетку, и есть цитоплазма.

Цитоплазма находится в постоянном движении.

В ней происходят все обменные процессы и химические превращения, характерные для клетки. Цитоплазма не только обеспечивает взаимодействие всех компонентов клетки, но и удерживает их на своих местах. Более того, цитоплазма придает клетке определенную форму.

Эндоплазматический ретикулум

Чтобы тебе было проще понять, что именно скрывается за таким сложным и непонятным названием, представь свой путь в школу. Если ты живешь далеко от учебного заведения, то тебе, скорее всего, приходится пользоваться разными видами транспорта, которые движутся по основным городским магистралям. А если школа находится в шаговой доступности, ты идешь по тротуару. В любом случае в городе ты перемещаешься либо по проезжей части улицы, либо по пешеходной. Нечто подобное происходит и в клетке. Там тоже имеется своеобразная сеть дорог и дорожек. Это и есть эндоплазматический ретикулум.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум

Специальные полости, пузырьки и канальцы соединяют все части клетки. Одни идут от мембраны ядра к клеточной мембране, другие — к различным органоидам Эндоплазматический ретикулум играет важную роль в жизни клетки: он участвует в основных обменных процессах, образовании гормонов, накоплении углеводов, нейтрализации ядов и т.д.

Рибосома

Ты уже знаешь, что в клетке есть разветвленная сеть путей. Разглядывая их, ты наверняка обратил внимание на маленькие шарики, которые прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму. Это и есть рибосомы.

Рибосома

Рибосомы — это своеобразные фабрики по производству белка, который впоследствии используется клетками для восстановления, обновления или различных химических реакций.

Почему большинство рибосом находится на мембранах эндоплазматической сети? Эндоплазматическая сеть — это транспортный орган клетки, который переносит различные вещества в органоиды и уносит от них отходы. А рибосомы заняты выработкой белка, который сразу же попадает в транспортную сеть и доставляется туда, где в нем есть необходимость.

Лизосома

Путешествуя по эндоплазматической сети, внимательно присмотрись к окружающей тебя цитоплазме. Ты обязательно увидишь небольшие шарики, которые называются лизосомами. Они наполнены специальными ферментами (энзимами), которые используются клеткой для расщепления и частичного переваривания пищи. Благодаря лизосомам пища делится на мелкие кусочки, которые затем транспортируются к другим маленьким органоидам клетки — митохондриям.

Лизосома

Интересной функцией лизосом является самопереваривание, или полное саморастворение клетки под действием собственных ферментов. Но в некоторых случаях такое растворение не только приводит к гибели клетки, но и помогает организму развиваться. Например, в процессе превращения личинки насекомого во взрослую особь лизосомы растворяют ткани личинки, а вещества, которые образовались в результате этого процесса, используются другими клетками развивающегося насекомого. Аналогичное явление происходит и с хвостом головастика при превращении его во взрослую лягушку: хвост рассасывается, а полезные вещества идут на строительство новых клеток.

жизненный цикл лягушки

Еще одна очень важная задача лизосом заключается в разрушении и переваривании частей клетки, поврежденных в результате травмы, а также стареющих клеток, которые должны замещаться новыми. Именно лизосомы играют ключевую роль в таком замещении и образовании новых клеток.

Митохондрия

Митохондрии — это микроскопические органоиды округлой или продолговатой формы, отвечающие за выработку энергии в клетке. Иногда их называют энергетическими или силовыми «фабриками» клетки. Митохондрии способствуют возникновению и прохождению химических реакций, в результате которых пища превращается в воду и углекислый газ. В процессе таких реакций выделяется большое количество энергии, без которой клетка не может выполнять никакую работу. Все химические реакции управляются особыми ферментами, которые находятся в митохондриях

Более активные клетки испытывают потребность в большем количестве энергии. Именно поэтому в таких клетках митохондрий больше, чем в менее активных. Здесь можно привести следующее сравнение: чем крупнее город, тем в большем количестве электроэнергии он нуждается. Успехи спортсмена зависят от количества митохондрий: чем их больше, тем выше его выносливость и тем лучшие результаты он может показать. Количество митохондрий зависит от вида живого организма, в котором они находятся. Так, например, у одноклеточных зеленых водорослей всего лишь одна большая митохондрия, а у некоторых простейших эти органоиды и вовсе отсутствуют, в то время как в клетках сердца, мышц и мозга животных содержатся тысячи митохондрий.

Митохондрии настолько малы, что их нельзя увидеть невооруженным глазом или даже в обычный микроскоп. Они видны только в электронный микроскоп.

Основная задача аппарата Гольджи — транспортная (выведение из клетки различных ферментов и гормонов). В цистернах созревают белки, образуются лизосомы, происходят и другие биохимические превращения: вещества, поступающие из эндоплазматической сети, упаковываются в специальные мембранные пузырьки и доставляются в те места клетки, где в них есть необходимость, например в растении — к месту образования новой почки.

Аппарат Гольджи
Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи

Этот маленький органоид получил название в честь итальянского ученого Камилло Гольджи, который в 1898 г. обнаружил его в нервных клетках, изучая структуру головного и спинного мозга. Внешне аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных мешочков, которые называются цистернами, и систему пузырьков, называемых пузырьками Гольджи. Как правило, в каждой стопке насчитывается от четырех до шести цистерн, а вот количество таких стопок может быть разным: от одной большой до нескольких сотен очень маленьких. В 1906 г. Камилло Гольджи был удостоен Нобелевской премии по медицине за разработку гистологических методов исследования нервной системы.

Вакуоль

Вакуоли — это небольшие мешочки, заполненные клеточным соком — водным раствором различных питательных веществ. Причем химический состав клеточного сока зависит от вида растения, ткани, органа и возраста клетки. Вакуоли — это своеобразные хранилища запасных веществ клетки. Но кроме полезных элементов в них могут находиться и продукты жизнедеятельности, т.е. различные токсичные и ядовитые вещества, которые специально помещаются туда для хранения.

Растительная клетка

Растительная клетка

Вакуоли просто необходимы растительным клеткам. Это связано в первую очередь с накоплением и хранением воды, необходимой для питания растений.

Вакуоли

Когда вакуоли наполнены водой, растение выглядит сильным и здоровым. Вспомни, что происходит с комнатным цветком, когда ты забываешь его поливать в течение нескольких недель. Он чахнет и вянет. Это происходит потому, что количество воды в вакуолях постепенно уменьшается.

Хлоропласт

Почему большинство растений зеленого цвета? Причина этого — наличие в клетке хлоропластов. Эти маленькие органоиды в форме шара или диска наполнены пигментом зеленого цвета — хлорофиллом, который и придает растениям зеленый цвет. Хлорофилл используется для захвата солнечной энергии, которая впоследствии применяется для образования питательных веществ.

Хлоропласты

Хлоропласты растительных клеток под микроскопом

Биологам удалось обнаружить очень интересную особенность хлоропластов. Оказывается, они движутся! Хлоропласты в состоянии изменять свое положение в клетке. Как правило, эти органоиды скапливаются возле ядра и клеточных стенок, а двигаться начинают при изменении освещения. При слабом освещении хлоропласты располагаются перпендикулярно падающим лучам: таким образом они улавливают больше света. При сильном освещении — перемещаются к стенкам клетки и поворачиваются ребром к падающим лучам. Более того, от освещения зависит и форма этих органоидов: при очень ярком свете они принимают сферическую форму.

Специализация клеток

Одноклеточные организмы обладают способностью выполнять все необходимые для их жизнедеятельности функции. С многоклеточными организмами дело обстоит несколько иначе. Их клетки зависят друг от друга и не могут существовать изолированно.

В многоклеточном организме различные виды клеток специализируются на выполнении разных работ. Одни заняты перевариванием пищи, другие — борьбой с инфекциями, третьи — доставкой питательных веществ по всему организму.

Чем растительная клетка отличается от животной?

  1. Растительная клетка обладает толстой и прочной клеточной стенкой из целлюлозы.
  2. В растительной клетке развита сеть вакуолей; в животной клетке вакуоли, как правило, отсутствуют либо развиты очень слабо.
  3. В растительных клетках находятся особые органоиды — пластиды; в животных клетках пластиды отсутствуют.
Животная клетка

Животная клетка

Растительная клетка

Растительная клетка

Что общего в растительной и животной клетках?

Как в животных, так и в растительных клетках есть ядро с ядерной мембраной, цитоплазма, мембрана, рибосомы и митохондрии.

Поделиться ссылкой

Клетка — Википедия

Кле́тка — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов. Обладает собственным обменом веществ, способна к самовоспроизведению. Организм, состоящий из одной клетки, называется одноклеточным (многие простейшие и бактерии). Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, называется цитологией. Также принято говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.

Срез пробкового дерева из книги Роберта Гука «Микрография», 1635—1703 Первое наблюдение за клетками, с использованием раннего микроскопа[1]. Это привело к развитию теории клеток.

Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук (известный открытием закона Гука). В 1665 году, пытаясь понять, почему пробковое дерево хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему соты в ульях медоносных пчёл, и он назвал эти ячейки клетками (по-английски cell означает «ячейка, клетка»).

В 1675 году итальянский врач Марчелло Мальпиги подтвердил клеточное строение растений, а в 1681 году — английский ботаник Неемия Грю. О клетке стали говорить как о «пузырьке, наполненном питательным соком». В 1674 году голландский мастер Антоний ван Левенгук с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» — движущиеся живые организмы (инфузории, амёбы, бактерии). Также Левенгук впервые наблюдал животные клетки — эритроциты и сперматозоиды. Таким образом, к началу XVIII века учёные знали, что под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных. В 1802—1808 годах французский исследователь Шарль-Франсуа Мирбель установил, что растения состоят из тканей, образованных клетками. Ж. Б. Ламарк в 1809 году распространил идею Мирбеля о клеточном строении и на животные организмы. В 1825 году чешский учёный Я. Пуркине открыл ядро яйцеклетки птиц, а в 1839 ввёл термин «протоплазма». В 1831 году английский ботаник Р. Броун впервые описал ядро растительной клетки, а в 1833 году установил, что ядро является обязательным органоидом клетки растения. С тех пор главным в организации клеток считается не оболочка, а содержимое.

Клеточная теория[править | править код]

Клеточная теория строения организмов была сформирована в 1839 году немецкими учёными, зоологом Теодором Шванном и ботаником М. Шлейденом, и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы.

В 1878 году русским учёным И. Д. Чистяковым открыт митоз в растительных клетках; в 1878 году В. Флемминг и П. И. Перемежко обнаруживают митоз у животных. В 1882 году В. Флемминг наблюдает мейоз у животных клеток, а в 1888 году Э. Страсбургер — у растительных.

Клеточная теория является одной из основополагающих идей современной биологии, она стала неопровержимым доказательством единства всего живого и фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. На сегодняшний день теория содержит такие утверждения:

  1. Клетка — элементарная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов. Вне клетки нет жизни.
  2. Клетка — целостная система, содержащая большое количество связанных друг с другом элементов — органелл.
  3. Клетки различных организмов похожи (гомологичны) по строению и основным свойствам и имеют общее происхождение.
  4. Увеличение количества клеток происходит путём их деления, после репликации их ДНК: клетка — от клетки.
  5. Многоклеточный организм — система из большого количества клеток, объединённых в системы тканей и органов, связанных между собой гуморальной и нервной регуляциями.
  6. Клетки многоклеточных организмов обладают одинаковым полным фондом генетического материала этого организма, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, — но отличаются по уровню экспрессии (работы) отдельных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию — дифференцировке[2].

Количество и формулировки отдельных положений современной клеточной теории в разных источниках могут отличаться.

Впервые клетки удалось увидеть только после создания оптических (световых) микроскопов. С того времени микроскопия остается одним из важнейших методов исследования клеток. Световая микроскопия, несмотря на небольшое разрешение, позволяла наблюдать за живыми клетками. В XX веке была изобретена электронная микроскопия, которая позволила изучить ультраструктуру клеток.

Для изучения функций клеток и их частей используют разнообразные биохимические методы — как препаративные, например фракционирование методом дифференциального центрифугирования, так и аналитические. Для экспериментальных и практических целей используют методы . Все упомянутые методические подходы могут использоваться в сочетании с методами культуры клеток.

Оптическая микроскопия[править | править код]

В оптическом микроскопе увеличение объекта достигается благодаря серии линз, через которые проходит свет. Максимальное увеличение составляет более 1000 раз. Также важной характеристикой является разрешение — расстояние между двумя точками, которые ещё распознаются отдельно. Разрешение характеризует чёткость изображения. Эта величина ограничивается длиной световой волны, и даже при использовании самого коротковолнового света — ультрафиолетового — можно достичь разрешения только около 200 нм; такое разрешение было получено ещё в конце XIX века. Малейшие структуры, которые можно наблюдать под оптическим микроскопом, это митохондрии и бактерии. Их линейный размер составляет примерно 500 нм. Однако объекты размером меньше 200 нм видны в световом микроскопе, если они сами излучают свет. Эта особенность используется в флуоресцентной микроскопии, когда клеточные структуры или отдельные белки связываются со специальными флуоресцентными белками или антителами с флуоресцентными метками. На качество изображения, полученного с помощью оптического микроскопа, влияет также контрастность — её можно увеличить, используя различные методы окраски клеток. Для изучения живых клеток используют фазово-контрастную, дифференциальную интерференционно-контрастную и темнопольную микроскопию. Конфокальные микроскопы позволяют улучшить качество флуоресцентных изображений[3][4].

Изображения, полученные с помощью оптической микроскопии

Электронная микроскопия[править | править код]

В 30-х годах XX века был сконструирован электронный микроскоп, в котором вместо света через объект пропускается пучок электронов. Теоретический предел разрешения для современных электронных микроскопов составляет около 0,002 нм, однако из практических причин для биологических объектов достигается разрешение только около 2 нм. С помощью электронного микроскопа можно изучать ультраструктуру клеток. Различают два основных типа электронной микроскопии: сканирующую и трансмиссионную. Сканирующая (растровая) электронная микроскопия (РЭМ) используется для изучения поверхности объекта. Образцы зачастую покрывают тонкой плёнкой золота. РЭМ позволяет получать объёмные изображения. Трансмиссионная (просвечивающая) электронная микроскопия (ПЭМ) — используется для изучения внутреннего строения клетки. Пучок электронов пропускается через объект, предварительно обработанный тяжёлыми металлами, которые накапливаются в определённых структурах, увеличивая их электронную плотность. Электроны рассеиваются на участках клетки с большей электронной плотностью, в результате чего на изображениях эти области выглядят темнее[3][4].

Фракционирование клеток[править | править код]

Для установления функций отдельных компонентов клетки важно выделить их в чистом виде, чаще всего это делается с помощью метода дифференциального центрифугирования. Разработаны методики, позволяющие получить чистые фракции любых клеточных органелл. Получение фракций начинается с разрушения плазмалеммы и образования клеток. Гомогенат последовательно центрифугируется при различных скоростях, на первом этапе можно получить четыре фракции: (1) ядер и крупных обломков клеток, (2) митохондрий, пластид, лизосом и пероксисом, (3)  — пузырьков аппарата Гольджи и эндоплазматического ретикулума, (4) рибосом, в останутся белки и более мелкие молекулы. Дальнейшее дифференциальное центрифугирование каждой из смешанных фракций позволяет получить чистые препараты органелл, к которым можно применять разнообразные биохимические и микроскопические методы[2].

Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток:

  • прокариоты (доядерные) — более простые по строению, возникли в процессе эволюции раньше;
  • эукариоты (ядерные) — более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими.

Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.

Содержимое клетки отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органеллы и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждая из органелл клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.

Прокариотическая клетка[править | править код]

Прокариоты (от др.-греч. πρό — ‘перед’, ‘до’ и κάρῠον — ‘ядро’) — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды. Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.

Эукариотическая клетка[править | править код]

Эукариоты (эвкариоты, от др.-греч. εὖ ‘хорошо’, ‘полностью’ и κάρῠον — ‘ядро’) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот есть система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.

Фимбрии кишечной палочки, которые позволяют ей прикрепляться к субстрату (ОМ)

Клетки двух основных групп прокариот — бактерий и архей — похожи по структуре, характерными их признаками являются отсутствие ядра и мембранных органелл.

Основными компонентами прокариотической клетки являются:

  • Клеточная стенка, которая окружает клетку извне, защищает её, придаёт устойчивую форму, предотвращающую от осмотического разрушения. У бактерий клеточная стенка состоит из пептидогликана (муреина), построенного из длинных полисахаридных цепей, соединённых между собой короткими пептидными перемычками. По строению клеточной стенки различают две группы бактерий:
    Клеточная стенка архей не содержит муреина, а построена в основном из разнообразных белков и полисахаридов[4].
  • Капсула — имеющаяся у некоторых бактерий слизистая оболочка, расположенная снаружи от клеточной стенки. Состоит в основном из разнообразных белков, углеводов и уроновых кислот. Капсулы защищают клетки от высыхания, могут помогать бактериям в колониях удерживаться вместе, а индивидуальным бактериям — прикрепляться к различным субстратам. Кроме этого, капсулы предоставляют клетке дополнительную защиту: например, капсулированные штаммы пневмококков свободно размножаются в организме и вызывают воспаление лёгких, тогда как некапсулированные быстро уничтожаются иммунной системой и являются абсолютно безвредными[5].
  • Пили или ворсинки — тонкие волоскоподобные выросты, что присутствуют на поверхности бактериальных клеток. Существуют различные типы пилей, из которых наиболее распространёнными являются:
  • Жгутики — органеллы движения некоторых бактерий. Бактериальный жгутик построен значительно проще эукариотического, и он в 10 раз тоньше, не покрыт плазматической мембраной и состоит из одинаковых молекул белков, которые образуют цилиндр. В мембране жгутик закреплён при помощи базального тела[4].
  • Плазматическая и внутренние мембраны. Общий принцип устройства клеточных мембран не отличается от эукариот, однако в химическом составе мембраны есть немало различий, в частности, в мембранах прокариот отсутствуют молекулы холестерина и некоторых липидов, присущих мембранам эукариот. Большинство прокариотических клеток (в отличие от эукариотических) не имеют внутренних мембран, которые разделяют цитоплазму на отдельные компартменты. Только у некоторых фотосинтетических и аэробных бактерий плазмалемма образует вгибание внутрь клетки, что выполняет соответствующие метаболические функции[4].
  • Нуклеоид — не ограниченный мембранами участок цитоплазмы, в котором расположена кольцевая молекула ДНК — «бактериальная хромосома», где хранится весь генетический материал клетки[4].
  • Плазмиды — небольшие дополнительные кольцевые молекулы ДНК, несущие обычно всего несколько генов. Плазмиды, в отличие от бактериальной хромосомы, не являются обязательным компонентом клетки. Обычно они придают бактерии определённые полезные для неё свойства, такие как устойчивость к антибиотикам, способность усваивать из среды определённые энергетические субстраты, способность инициировать половой процесс и т. д.[4][5]
  • Рибосомы прокариот, как и у всех других живых организмов, отвечают за осуществление процесса трансляции (одного из этапов биосинтеза белка). Однако бактериальные рибосомы несколько меньше, чем эукариотические (коэффициенты седиментации 70S и 80S соответственно), и имеют другой состав белков и РНК. Из-за этого бактерии, в отличие от эукариот, чувствительны к таким антибиотикам, как эритромицин и тетрациклин, которые избирательно действуют на 70S-рибосомы[5].
  • Эндоспоры — окружённые плотной оболочкой структуры, содержащие ДНК бактерии и обеспечивающее выживание в неблагоприятных условиях. К образованию эндоспор способны лишь некоторые виды прокариот, например представители родов Clostridium (C. tetani — возбудитель столбняка, C. botulinum — возбудитель ботулизма, C. perfringens — возбудитель газовой гангрены и т. п.) и Bacillus (в частности B. anthracis — возбудитель сибирской язвы). Для образования эндоспоры клетка реплицирует свою ДНК и окружает копию плотной оболочкой, из созданной структуры удаляется избыток воды, и в ней замедляется метаболизм[4]. Споры бактерий могут выдерживать довольно жёсткие условия среды, такие как длительное высушивание, кипячение, коротковолновое облучение и др.[5]
Схематическое изображение животной клетки (подписи составных частей — ссылки на статьи про них).

Поверхностный комплекс животной клетки[править | править код]

Состоит из гликокаликса, плазмалеммы и расположенного под ней кортикального слоя цитоплазмы. Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной, цитолеммой и т. д. Её толщина — около 10 нанометров. Обеспечивает разграничение клетки и внешней среды, а также пропускание внутрь и наружу некоторых веществ.

На сохранение целостности своей мембраны клетка не тратит энергии: молекулы удерживаются по тому же принципу, по которому удерживаются вместе молекулы жира — гидрофобным частям молекул термодинамически выгоднее располагаться в непосредственной близости друг к другу. Гликокаликс представляет собой «заякоренные» в плазмалемме молекулы олигосахаридов, полисахаридов, гликопротеинов и гликолипидов. Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции.

Плазматическая мембрана животных клеток в основном состоит из фосфолипидов и липопротеидов со вкрапленными в неё молекулами белков, в частности, поверхностных антигенов и рецепторов.

В кортикальном (прилегающем к плазматической мембране) слое цитоплазмы находятся специфические элементы цитоскелета — упорядоченные определённым образом актиновые микрофиламенты. Основной и самой важной функцией кортикального слоя (кортекса) являются псевдоподиальные реакции: выбрасывание, прикрепление и сокращение псевдоподий. При этом микрофиламенты перестраиваются, удлиняются или укорачиваются. От структуры цитоскелета кортикального слоя зависит также форма клетки (например, наличие микроворсинок).

Структура цитоплазмы[править | править код]

Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в котором «плавают» ядро и другие органеллы. На самом деле это не так. Внутреннее пространство эукариотической клетки строго упорядочено. Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек, служащих внутриклеточными «дорогами», и специальных белков динеинов и кинезинов, играющих роль «двигателей». Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются в необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки.

Рибосомы[править | править код]

Рибосомы — органоиды, необходимые клетке для синтеза белка. Их размер составляет примерно 20—30 нм. В клетке их насчитывается несколько миллионов. Рибосомы образованы из двух субъединиц: большой и малой, состоящих из четырёх молекул РНК и нескольких молекул белков. У эукариотических клеток рибосомы встречаются не только в цитоплазме, но и в митохондриях и хлоропластах. Рибосомы формируются в области ядрышек, а затем через ядерные поры выходят в цитоплазму.

Эндоплазматический ретикулум[править | править код]

В эукариотической клетке существует система переходящих друг в друга мембранных отсеков (трубочек, мешочков и плоских цистерн разных размеров), которая называется эндоплазматическим ретикулумом (или эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС). Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены рибосомы, относят к гранулярному (или шероховатому) эндоплазматическому ретикулуму, на его мембранах происходит синтез белков. Те компартменты, на стенках которых нет рибосом, относят к агранулярному (или гладкому) ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов. Внутренние пространства гладкого и гранулярного ЭПС не изолированы, а переходят друг в друга и сообщаются с просветом ядерной оболочки.

Аппарат Гольджи[править | править код]

Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. В цистернах аппарата Гольджи созревают некоторые белки, синтезированные на мембранах гранулярного ЭПР и предназначенные для секреции или образования лизосом. Аппарат Гольджи асимметричен — цистерны, располагающиеся ближе к ядру клетки (цис-Гольджи) содержат наименее зрелые белки, к этим цистернам непрерывно присоединяются мембранные пузырьки — везикулы, отпочковывающиеся от эндоплазматического ретикулума. По-видимому, при помощи таких же пузырьков происходит дальнейшее перемещение созревающих белков от одной цистерны к другой. В конце концов от противоположного конца органеллы (транс-Гольджи) отпочковываются пузырьки, содержащие полностью зрелые белки.

Ядро[править | править код]

Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации (например, в процессе сплайсинга из молекул матричной РНК исключаются незначащие, бессмысленные участки), после чего выходят в цитоплазму. Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками.

Компартмент для ядра — кариотека — образован за счёт расширения и слияния друг с другом цистерн эндоплазматической сети таким образом, что у ядра образовались двойные стенки за счёт окружающих его узких компартментов ядерной оболочки. Полость ядерной оболочки называется люменом или перинуклеарным пространством. Внутренняя поверхность ядерной оболочки подстилается ядерной ламиной, жесткой белковой структурой, образованной белками-ламинами, к которой прикреплены нити хромосомной ДНК. В некоторых местах внутренняя и внешняя мембраны ядерной оболочки сливаются и образуют так называемые ядерные поры, через которые происходит материальный обмен между ядром и цитоплазмой.

Лизосомы[править | править код]

Лизосома — небольшое тельце, ограниченное от цитоплазмы одинарной мембраной и имеющее вид пузырька. В ней находятся литические ферменты, способные расщепить практически любые природные органические соединения. Основная функция — автолиз — то есть расщепление отдельных органоидов, участков цитоплазмы клетки.

Цитоскелет[править | править код]

К элементам цитоскелета относят белковые фибриллярные структуры, расположенные в цитоплазме клетки: микротрубочки, актиновые и промежуточные филаменты. Микротрубочки принимают участие в транспорте органелл, входят в состав органоидов движения — ресничек и жгутиков, характерных для некоторых клеток (например, инфузорий, сперматозоидов), из микротрубочек строится митотическое веретено деления. Актиновые филаменты необходимы для поддержания формы клетки, псевдоподиальных реакций. Роль промежуточных филаментов, по-видимому, также заключается в поддержании структуры клетки. Белки цитоскелета составляют несколько десятков процентов от массы клеточного белка.

Центриоли[править | править код]

Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных (у растений центриолей нет, за исключением низших водорослей). Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована девятью наборами микротрубочек. Количество микротрубочек в наборе может колебаться для разных организмов от 1 до 3.

Вокруг центриолей находится так называемый центр организации цитоскелета, район, в котором группируются минус-концы микротрубочек клетки.

Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. В ходе митоза они расходятся к разным концам клетки, формируя полюса веретена деления. После цитокинеза каждая дочерняя клетка получает по одной центриоли, которая удваивается к следующему делению. Удвоение центриолей происходит не делением, а путём синтеза новой структуры, перпендикулярной существующей.

Центриоли, по-видимому, гомологичны базальным телам жгутиков и ресничек.

Митохондрии[править | править код]

Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит также за счёт энзиматических систем митохондрий.

Внутренний просвет митохондрий, называемый матриксом, отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство. Внутренняя мембрана митохондрии образует складки — кристы, на которых размещаются ферменты, ускоряющие реакции окисления жиров и углеводов. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии.

Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы, что, безусловно, указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии. Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов. Самое большое число митохондриальных генов (97) из изученных организмов имеет простейшее Reclinomonas americana.

Сравнение прокариотической и эукариотической клеток[править | править код]

Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970—1980-м гг. стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий в организации цитоскелета. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг. белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий.

Сравнение прокариотической и эукариотической клеток

Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов. Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз (как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды). Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот — обеспечение деления ядра (митоз и мейоз) и тела (цитотомия) эукариотной клетки (деление прокариотических клеток организовано проще). Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот — например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних. Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5—5 мкм, размеры эукариотических — в среднем от 10 до 50 мкм. Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов (в птичьем яйце весь желток — это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укреплённые цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину.

Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот[5]
Признак Прокариоты Эукариоты
Размеры клеток Средний диаметр 0,5—10 мкм Средний диаметр 10—100 мкм

Организация генетического материала

Форма, количество и расположение молекул ДНК Обычно имеется одна кольцевая молекула ДНК, размещённая в цитоплазме Обычно есть несколько линейных молекул ДНК — хромосом, локализованных в ядре
Компактизация ДНК У бактерий ДНК компактизируется без участия гистонов[6]. У архей ДНК ассоциирована с белками-гистонами[7] Имеется хроматин: ДНК компактизируется в комплексе с белками-гистонами[6].
Организация генома У бактерий экономный геном: отсутствуют интроны и большие некодирующие участки[8]. Гены объединены в опероны[6].
У архей имеются интронные участки особой структуры[9].
Большей частью геном не экономный: имеется экзон-интронная организация генов, большие участки некодирующей ДНК[8]. Гены не объединены в опероны[6].

Деление

Тип деления Простое бинарное деление Мейоз или митоз
Образование веретена деления Веретено деления не образуется Веретено деления образуется

Органеллы

Тип рибосом 70S-рибосомы 80S-рибосомы
Наличие мембранных органелл Окружённые мембранами органеллы отсутствуют, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки Имеется большое количество одномембранных и двумембранных органелл
Тип жгутика Жгутик простой, не содержит микротрубочки, не окружён мембраной, диаметр около 20 нм Жгутики состоят из микротрубочек, расположенных по принципу «9+2», окружены плазматической мембраной, диаметр около 200 нм

Анаплазия[править | править код]

Разрушение клеточной структуры (например, при злокачественных опухолях) носит название

организм — это… Что такое организм?

  • Организм — (позднелат. organismus от позднелат. organizo  устраиваю, сообщаю стройный вид, от др. греч. ὄργανον  орудие)  живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи. Как отдельная особь организм… …   Википедия

  • ОРГАНИЗМ — (ново лат., от organum орган). Целое, части которого неразрывно связаны; всякое живое существо, обладающее органами для поддержания и развитая в себе жизни. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ОРГАНИЗМ… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ОРГАНИЗМ — ОРГАНИЗМ, совокупность взаимодействующих органов, образующих животное или растение. Самое слово О. происходит от греческого organon, т. е. произведение, орудие. Впервые повидимому Аристотель назвал живые существа организмами, т. к. по его… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ОРГАНИЗМ — (от позднелат. organizmo – устраиваю, сообщаю стройный вид) живое существо; охватывающее обширную сферу самостоятельного материального единства, которое в своей структуре подчинено прежде всего физико химическим законам. Кроме того, организм как… …   Философская энциклопедия

  • ОРГАНИЗМ — ОРГАНИЗМ, организма, муж. (от греч. organon орудие) (книжн.). 1. Живое тело, существующее самостоятельно и состоящее из согласованно функционирующих сложных частей, органов. Животный организм. Растительный организм. 2. Совокупность индивидуальных …   Толковый словарь Ушакова

  • организм — См …   Словарь синонимов

  • ОРГАНИЗМ — (от лат. organismus), в широком смысле биологически целостная система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношения и особенности строения которых детерминированы их функционированием как целого; в узком смысле организм …   Экологический словарь

  • организм — а, м. organisme m. 1. Всякое живое существо, живое тело с его согласованно действующими органами. БАС 1. Под органом разумеется существенная часть органическаго, стройнаго тела, или органисма. 1840. Греч Чтения 1 10. || Физическое или… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • организм — 1. Организм живой живое тело, живое существо (растение, животное, человек). 2. Совокупность духовных и физических свойств человека. 3. Сложное организованное единство. Слова …   Большая психологическая энциклопедия

  • ОРГАНИЗМ — (франц. organisme, от ср. лат. organizo устраиваю, придаю стройный вид), в широком, самом общем смысле живой О. любая биол. или биокосная целостная система, состоящая из взаимозависимых и соподчинённых элементов, взаимоотношения к рых и… …   Биологический энциклопедический словарь

  • ОРГАНИЗМ — Живое существо, реальный носитель жизни, характеризующийся всеми ее свойствами. Организм происходит от одного зачатка. Индивидуально подвержен факторам эволюции и экологическим воздействиям Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 …   Словарь бизнес-терминов

  • Незаменимые пищевые вещества — Википедия

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    Незамени́мые пищевы́е вещества́ (эссенциальные пищевые вещества) — это вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека или животного, но не синтезируемые его организмом или синтезируемые в недостаточном количестве. Получить незаменимые вещества (например, ниацин или холин) человек или животное может только с пищей[1][2][3].

    Необходимые для человека вещества и факторы, которые обычно не считают пищевыми[править | править код]

    Перечень незаменимых пищевых веществ[править | править код]

    Незаменимые пищевые вещества различны для разных видов живых организмов. Например, большинство видов млекопитающих способно синтезировать в организме аскорбиновую кислоту, полностью покрывая потребности метаболизма в ней без внешних дополнительных источников. Следовательно, она не считается незаменимой для этих животных. Но она является незаменимым элементом в пище людей, которые нуждаются во внешних источниках аскорбиновой кислоты (в контексте питания известной как витамин C).

    Потребности организма человека колеблются широко. Так, человек массой 70 кг содержит 1,0 кг кальция, но только 3 мг кобальта[2][6]. Многие незаменимые пищевые вещества при приёме в чрезмерных количествах токсичны, что приводит к возникновению патологического состояния (например, гипервитаминоза). Другие же можно потреблять без видимого вреда в количествах, намного больших, чем в типичном суточном рационе. Дважды Нобелевский лауреат Лайнус Полинг о витамине B3 (известном также как ниацин и ниацинамид) как-то сказал: «Меня ошеломила его очень низкая токсичность при том, что он оказывает такое значительное физиологическое влияние. Ежедневный приём крошечной малости, 5 мг, достаточен для того, чтобы сохранить жизнь умирающему от пеллагры, но у него нет токсичности в количествах в десятки тысяч раз больших, которые [иногда] можно принять без вреда»[7]

    К незаменимым пищевым веществам для человека относят следующие четыре категории:[3]

    Незаменимые жирные кислоты[править | править код]

    Незаменимые аминокислоты для взрослых людей[править | править код]

    Незаменимые аминокислоты для детей, не для взрослых[править | править код]

    Витамины[править | править код]

    • биотин (витамин B7, витамин H),
    • холин (витамин B4),
    • фолат (фолиевая кислота, витамин B9, витамин M),
    • ниацин (витамин B3, витамин P, витамин PP),
    • пантотеновая кислота (витамин B5),
    • рибофлавин (витамин B2, витамин G),
    • тиамин (витамин B1),
    • витамин A (ретинол),
    • витамин B6 (пиридоксин, пиридоксамин или пиридоксаль),
    • витамин B12 (кобаламин),
    • витамин C (аскорбиновая кислота),
    • витамин D (эргокальциферол или холекальциферол),
    • витамин E (токоферол),
    • витамин K (нафтохиноны).

    Незаменимые минеральные соли[править | править код]

    Минеральные соли в составе пищи — это химические элементы, которые должны содержаться в пище живых организмов помимо четырёх основных химических элементов: углерода, водорода, азота и кислорода, присутствующих в обычных органических молекулах[8]. Термин «минеральные соли» подчёркивает именно ионное состояние этих элементов, а не нахождение их в форме химических соединений или природных ископаемых минералов[9].

    Важность получения «минеральных солей» с пищей вызвана тем фактом, что эти элементы входят в состав ферментов и других необходимых организму веществ — участников биохимических реакций[10]. Следовательно, для сохранения оптимального здоровья требуются соответствующие уровни потребления определённых химических элементов.

    По мнению специалистов по питанию, эти требования удовлетворяются просто обычным сбалансированным суточным рационом. Иногда рекомендуется потребление минеральных солей в составе определённых продуктов, богатых требуемыми элементами, в других случаях минеральные соли поступают в организм в виде добавок к пище — наиболее часто это йод в йодированной соли[3][11].

    Точное количество незаменимых солей неизвестно. Некоторые авторы утверждают, что для поддержания биохимических процессов человека требуется шестнадцать элементов, играющих структурные и функциональные роли в организме[12]. Иногда делают различие между этой категорией и более общим понятием микроэлементов в составе пищи. Большинство незаменимых минеральных солей имеет относительно низкий атомный вес. Следующие химические элементы играют доказанные важные роли в биологических процессах:

    H He
    Li Be B C N O F Ne
    Na Mg Al Si P S Cl Ar
    K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
    Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
    Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
    Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg
    * Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
    ** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
    Четыре основных биогенных элемента Количественно определяемые элементы Незаменимые элементы в микроконцентрации Присутствующие элементы с неидентифицированной биологической функцией у человека
    Элемент РСД-рекомендуемая суточная доза/АП-адекватный приём Количественное содержание Категория Недостаточность Избыточность
    Калий (K) 4700 мг Количественное содержание является системным электролитом, незаменим при регулировании АТФ с натрием. Источники в рационе включают бобовые, картофель, томаты и бананы. гипокалиемия гиперкалиемия
    Хлориды (Cl−) 2300 мг Количественное содержание требуются для выработки соляной кислоты в желудке и при функционировании клеточного насоса. Столовая соль — основной источник в рационе. гипохлоремия гиперхлоремия
    Натрий (Na) 1500 мг Количественное содержание является системным электролитом, незаменим при регулировании АТФ с калием. Источники рациона столовая соль (натрия хлорид, основной источник), морские водоросли, молоко, шпинат. гипонатриемия гипернатриемия
    Кальций (Ca) 1000 мг Количественное содержание требуется для мышц, здоровья сердца и пищеварительной системы, необходимый элемент костей, поддерживает синтез и функцию клеток крови. Источники кальция в рационе включают молочные продукты, консервированную рыбу с костями (лосось, сардины), зелёные листовые овощи, орехи и семена. гипокальцемия гиперкальцемия
    Фосфор (P)[13] 700 мг Количественное содержание компонент костей (апатит), выработки энергии и многих других функций.[14] В биологическом контексте обычно в виде фосфата.[15] гипофосфатемия гиперфосфатемия
    Магний (Mg) 420 мг Количественное содержание требуется для реакций с АТФ и для костей. Источники в рационе включают орехи, соевые бобы и какао. недостаточность магния гипермагнеземия
    Цинк (Zn)[16] 11 мг Следы требуется для нескольких ферментов, таких как карбоксипептидаза, алкогольная дегидрогеназа печени, углеродная ангидраза. недостаточность цинка отравление цинком
    Железо (Fe) 8 мг Следы требуется для многих белков и ферментов, особенно гемоглобина. Источники в рационе включают красное мясо, зелёные листовые овощи, рыбу (тунец, лосось), сухофрукты, бобы, виноград, цельные и обогащённые зёрна. анемия нарушение обмена железа
    Марганец (Mn)[17] 2,3 мг Следы является кофактором при функционировании ферментов. недостаточность марганца отравление марганцем
    Медь (Cu)[18] 900 мкг Следы требуемый компонент многих

    окислительно-восстановительных реакций, включая цитохром C оксидазу.

    недостаточность меди отравление медью
    Йод (I) 150 мкг Следы требуется для биосинтеза тироксина. недостаточность йода отравление йодом
    Селен (Se)[19] 55 мкг Следы кофактор, существенный для активности

    антиоксидантных ферментов, таких как глутатионпероксидаза.

    недостаточность селена селеноз
    Молибден (Mo) 45 мкг Следы оксидазы: ксантиноксидаза, альдегидоксидаза и сульфитоксидаза[20] недостаточность молибдена

    Другие химические элементы с предполагаемой или известной ролью в здоровье человека[править | править код]

    В различное время в отношении многих элементов предполагали роль в сохранении здоровья человека, заявлялось также и об их необходимости. Ни для одного из этих элементов не идентифицирован специфический белок или комплекс, и обычно такие притязания не подтверждались. Явным и точным доказательством биологического эффекта служит характеристика биомолекулы, содержащей этот микроэлемент, с идентифицируемой и проверяемой метаболической функцией[21]. Для элементов, присутствующих в следовых количествах, выделение и изучение таких молекул сопряжено с огромными трудностями в связи с их низкой концентрацией. С другой стороны, недостаточность этих микроэлементов трудно воспроизвести, так как они постоянно присутствуют в окружающей среде и организме, что вызывает сложности с доказательством биологического эффекта их отсутствия[10].

    • Сера (S) выступает во многих ролях[22]. Требуются относительно высокие количества её, но рекомендуемой суточной потребности нет,[23] поскольку сера входит в состав аминокислот и, следовательно, её количество будет адекватным в любом рационе, содержащем достаточное количество белка.
    • Кобальт (Co) (как часть витамина B12). Для синтеза витамина B12 требуется кобальт, но по причине того, что в человеческом организме этот витамин не синтезируется (его производят бактерии), обычно рассматривается недостаточность витамина B12, а не собственно недостаточность кобальта.
    • Хром (Cr)[24]. Иногда хром описывается как необходимый элемент[25][26]. Он подозревается в участии в углеводном обмене человека, что привело к возникновению рынка биологически активной добавки хрома пиколината, но решающего биохимического доказательства его физиологической функции не представлено[27].
    • Фтор описан как условно необходимый, его классификация зависит от важности, придаваемой предупреждению кариеса и остеопороза[28].[29]
    • Есть исследования, подтверждающие необходимость никеля (Ni),[30] но до настоящего времени не выработано рекомендуемой суточной потребности[24].
    • Значение мышьяка (As), бора (B), брома, кадмия, кремния (Si)[24], вольфрама и ванадия установлено, по крайней мере, по специализированным биохимическим ролям структурных или функциональных кофакторов у других организмов. Похоже, что эти микроэлементы не необходимы для человека.
    1. ↑ Пища // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
    2. 1 2 Hausman, P, 1987, The Right Dose. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
    3. 1 2 3 Pauling, L. (1986). How to Live Longer and Feel Better. New York NY 10019: Avon Books Inc.. ISBN 0-380-70289-4.
    4. ↑ Человек. Большая советская энциклопедия
    5. ↑ Pauling, L. (1986). How to Live Longer and Feel Better. New York NY 10019: Avon Books Inc. ISBN 0-380-70289-4.
    6. ↑ Скальный А., Рудаков И. Биоэлементы в медицине.2004,Изд. МИР, ОНИКС
    7. ↑ Pauling, L. (1986). How to Live Longer and Feel Better. New York NY 10019: Avon Books Inc.. ISBN 0-380-70289-4. Page 24.
    8. ↑ Биогенные элементы. Большая советская энциклопедия
    9. ↑ Элементы химические. Большая советская энциклопедия
    10. 1 2 Lippard, Stephen J.; Jeremy M. Berg (1994). Principles of Bioinorganic Chemistry. Mill Valley, CA: University Science Books. pp. 411. ISBN 0-935702-72-5.
    11. ↑ R. Bruce Martin «Metal Ion Toxicity» in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Robert H. Crabtree (Ed), John Wiley & Sons, 2006. DOI: 10.1002/0470862106.ia136
    12. ↑ Nelson, David L.; Michael M. Cox (2000-02-15). Lehninger Principles of Biochemistry, Third Edition (3 Har/Com ed.). W. H. Freeman. pp. 1200. ISBN 1-57259-931-6.
    13. ↑ Hausman P, 1987, The Right Dose. р. 470. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
    14. ↑ Corbridge, D. E. C. (1995-02-01). Phosphorus: An Outline of Its Chemistry, Biochemistry, and Technology (5th ed.). Amsterdam: Elsevier Science Pub Co. pp. 1220. ISBN 0-444-89307-5.
    15. ↑ Linus Pauling Institute at Oregon State University». [1]. Retrieved 2008-11-29.
    16. ↑ Hausman P, 1987, The Right Dose. р. 395. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
    17. ↑ Hausman, P, 1987, The Right Dose. р.469. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
    18. ↑ Hausman, P, 1987, The Right Dose. р.467. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
    19. ↑ Hausman P, 1987, The Right Dose. р.432. Rodale Press, Emaus, Pennsylvania. ISBN 0-87857-678-9
    20. ↑ Sardesai VM (December 1993). «Molybdenum: an essential trace element». Nutr Clin Pract 8 (6): 277-81. doi:10.1177/0115426593008006277. PMID 8302261.
    21. ↑ Микроэлементы. Большая советская энциклопедия
    22. ↑ Nelson, D. L.; Cox, M. M. «Lehninger, Principles of Biochemistry» 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
    23. ↑ NSC 101 Chapter 8 Content». http://www.nutrition.arizona.edu/nsc101/chap08/ch08.htm Архивная копия от 30 сентября 2009 на Wayback Machine. Retrieved 2008-12-02.
    24. 1 2 3 Mertz, W. 1974. The newer essential trace elements, chromium, tin, vanadium, nickel and silicon. Proc. Nutr. Soc. 33 p. 307.
    25. ↑ Linus Pauling Institute Micronutrient Information Center (Oregon State University), Chromium Retrieved 2008-11-29.
    26. ↑ Eastmond DA, Macgregor JT, Slesinski RS (2008). «Trivalent chromium: assessing the genotoxic risk of an essential trace element and widely used human and animal nutritional supplement». Crit. Rev. Toxicol. 38 (3): 173-90. doi:10.1080/10408440701845401. PMID 18324515.
    27. ↑ Stearns DM (2000). «Is chromium a trace essential metal?». Biofactors 11 (3): 149-62. doi:10.1002/biof.5520110301. PMID 10875302.
    28. ↑ Cerklewski FL (May 1998). «Fluoride—essential or just beneficial». Nutrition 14 (5): 475-6. PMID 9614319. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0899900798000239.
    29. ↑ Linus Pauling Institute at Oregon State University». http://lpi.oregonstate.edu/infocenter/minerals/fluoride/. Retrieved 2008-11-29.
    30. ↑ Anke M, Groppel B, Kronemann H, Grün M (1984). «Nickel—an essential element». IARC Sci. Publ. (53): 339-65. PMID 6398286.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *