Клетка – элементарная единица живой системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Клетка - элементарная единица живой системы

Введение

Открытие клетки принадлежит английскому естествоиспытателю Р. Гуку, который в 1665 г. впервые рассмотрел тонкий срез пробки под микроскопом. На срезе было видно, что пробка имеет ячеистое строение, подобно пчелиным сотам. Эти ячейки Р. Гук назвал клетками. Вслед за Гуком клеточное строение растений подтвердили итальянский биолог и врач М. Мальпиги (1675) и английский ботаник Н. Грю (1682).

В дальнейшем, по мере усовершенствования микроскопа и техники микроскопирования, накапливались и сведения о клетках животных и растений. На их основе складывались представления о клеточной организации всего органического мира. В 1883 г. английский ботаник Роберт Браун показал, что обязательным компонентом клетки является ядро.

Опираясь на эти данные и собственные исследования, немецкий ботаник М. Шлейден сделал важный вывод о клеточной организации растений. Зоолог Т. Шванн на основе исследований зоологических объектов и данных его предшественников в 1838 г. утвердил важнейшее достижение теоретической биологии: клетка является элементарной единицей строения и развития всех растительных и животных организмов.

Впоследствии клеточная теория была многократно проверена и дополнена многими новыми фактами.

Немецкий врач Р. Вирхов доказал, что вне клеток нет жизни, что главная составная часть клетки -- ядро. Академик РАН Карл Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все организмы начинают свое развитие из одной клетки. Открытие К. Бэра показало, что клетка не только единица строения, но и единица развития всех живых организмов.

Дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание электронного микроскопа и методов молекулярной биологии позволили глубже проникнуть в изучение клетки, познать ее сложную структуру и многообразие протекающих в ней биохимических процессов.

В настоящее время основные положения клеточной теории формулируются следующим образом:

1. Клетка -- элементарная единица живого, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению и являющаяся единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов.

2. Клетки всех живых организмов сходны по строению, химическому составу и основным проявлениям жизнедеятельности.

3. Размножение клеток происходит путем деления исходной материнской клетки.

4. В многоклеточном организме клетки специализируются по функциям и образуют ткани, из которых построены органы и их системы, связанные между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

1. Клетка - элементарная единица живого

клетка деление химический состав

Живому свойственен ряд совокупных признаков, таких, как способность к воспроизведению (репродукции), росту, использование и трансформация энергии, метаболизм (ассимиляция и диссимиляция), возбудимость, раздражимость, изменчивость и др. Такую совокупность признаков можно обнаружить на клеточном уровне. Нет меньшей единицы живого, чем клетка. Можно выделить из клетки отдельные ее компоненты или молекулы и убедиться, что многие из них обладают специфическими функциональными особенностями, но только клетка в целом является наименьшей единицей, обладающей всеми свойствами живого.

Клетки всех живых организмов сходны.

Клетки разных организмов гомологичны по своему строению. Термин «гомологичность» обозначает сходство по коренным свойствам и отличие по второстепенным. Гомологичность строения клеток наблюдается внутри каждого из типов клеток: прокариотическом и эукариотическом. Хорошо известно разнообразие клеток как бактериальных , так и высших организмов. Такое одновременное сходство строения и разнообразие форм определяется тем, что клеточные функции можно подразделить на две группы: обязательные и факультативные.

Обязательные функции, направленные на поддержание жизнеспособности самих клеток, осуществляются специальными внутриклеточными структурами, сходными у разных типов клеток.

Различие клеток связано со специализацией их функций, с развитием особых клеточных аппаратов (например, фибриллярные компоненты в мышечных клетках, тигроид и отростки со специальными структурами передачи нервного импульса (синапс)).

Размножение клеток происходит путем деления исходной клетки.

Размножение клеток прокариотических и эукариотических организмов происходит только путем деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение ее генетического материала (редупликация ДНК). В природе существует значительное разнообразие конкретных клеточных форм. Вместе с тем число основных типов клеточной организации ограничено. Выделяют прокариотический и эукариотичекий типы с подразделением второго на подтип клеток простейших организмов и подтип многоклеточных.

Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные, интегрированные системы тканей и органов, подчиненных и связанных между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

Действительно, клетка - это единица функционирования в многоклеточном организме. Но клетки объединены в функциональные системы, в ткани и органы, которые находятся во взаимной связи друг с другом. Специализация частей многоклеточного организма, расчлененность его функций, дают ему большие возможности приспособления для размножения отдельных индивидуумов, для сохранения вида.

В клетке содержится вся генетическая информация о строении и функциях организма.

Этот постулат появился после изучения строения и функций ДНК, которая является носителем генетической информации клетки.

2. Химический состав клетки

Все живые организмы сходны по строению: они состоят из клеток. Сходен и их химический состав - клетки всех организмов состоят из одних и тех же элементов. В настоящее время ученым удалось обнаружить в составе клетки более 80 химических элементов из 111 известных.

Содержание разных элементов в клетке различно. Так, углерод, кислород, азот и водород составляют основу клетки - почти 98% ее содержимого. Другие элементы присутствуют в ней в небольших количествах: сера- 0.15- 0.2% ,цинк - 0.003%, йод - 0.000001%.

Элементы , встречающиеся в живой клетке , широко распространены и в неживой природе - атмосфере , воде и земной коре. Нет таких элементов, которые встречались бы только в живых организмах.

Большинство элементов находится в клетке в виде химических соединений - веществ. Различают неорганические и органические вещества.

Самое распространенное неорганическое вещество в живом организме - вода, ее содержание в среднем составляет до 80% массы тела. Прежде всего вода определяет физические свойства клетки, ее объем, упругость. Многочисленные химические реакции проходят именно в водной среде , так как вода - хороший растворитель. Сама вода тоже участник многих химических реакций.

В незначительных количествах входят в состав живых организмов и минеральные соли: они составляют до 1% массы клетки. Самые распространенные - это соли натрия и калия, они обеспечивают выполнение такой важной функции организма, как раздражимость. Соли кальция придают прочность костной ткани, раковинам многочисленных моллюсков.

Только в живых организмах содержатся органические вещества: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Белки - это основные вещества клетки. Если из клетки удалить всю воду, то 50 % ее сухой массы составят белки. Это очень сложные соединения. Белок гемоглобин переносит кислород, именно он придает крови красный цвет.

Важную роль в организме играют и углеводы. Это хорошо известные всем глюкоза, сахароза, клетчатка, крахмал. Основная функция углеводов - энергетическая. «Сжигая» глюкозу, организм получает энергию, необходимую для идущих в нем процессов.

Выполняют углеводы и другие функции, например опорную и защитную. Клетчатка входит в состав древесины, хитин образует наружный скелет насекомых и ракообразных.

Жиры выполняют в организме ряд функций. Они дают организму до 30% необходимой ему энергии. У некоторых животных жиры накапливаются в больших количествах и предохраняют организм от потери тепла.

Большое значение имеют жиры и как внутренний резерв воды. В результате протекающего в клетках распада жиров из 1 кг жира образуется до 1,1 кг воды.

Нуклеиновые кислоты (от латинского «нуклеус» - ядро) ответственны за хранение и передачу наследственных признаков. Они входят в состав хромосом - особых структур, расположенных в клеточном ядре.

Итак:

Кислород - 70%

Углерод - 16%

Водород - 9%

Азот - 2,5%

Кальций - 1%

Фосфор - 0,5%

Калий - 0,3%

Другие элементы - 0,7%.

Список использованной литературы

1. «Биология. Живой организм. 6 класс» Н.И. Сонина. - Учебник для общеобразовательных учреждений.

2. «Вся биология» : www.sbio.info/index.php.(интернет -источник)

Размещено на Allbest.ru