<<
>>

в 14. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ

Из предшествовавшего изложения можно сделать вывод, что все элементарные процессы жизнедеятельности происходят в клетке. Клетка служит основой строения растений и животных. Для прокариот и простейших, низших грибов и некоторых водорослей понятия «клетка» и «организм» совпадают.

Можно сказать, что клетка — это элементарная биологическая система, способная к самообновлению, самовоспроизведению и развитию.

Такое представление о клетке установилось в науке не сраэу- Сама клетка, точнее клеточная оболочка, была открыта в XVII в. английским физиком Р. Гуком. Рассматривая под микроскопом срез пробки, Гук обнаружил, что она состоит из ячеек, разделенных перегородками. Эти ячейки он назвал клетками. Долгое время главной частью клетки считали ее оболочку. Лишь в XIX в. ученые обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку. В 1831 г. английский ботаник Б. Броун обнаружил в клетках ядро. Это открытие послужило важной предпосылкой для установления сходства между клетками растений и животных.

Ботаник М. Шлейден доказал, что в любой растительной клетке есть ядро.

В конце 30-х годов XIX в. зоолог Т. Шванн, тщательно исследовав строение живых организмов, обнаружил, что, хотя клетки животных очень разнообразны и отличаются от раститель­ных, ядра всех клеток очень сходны. Обобщив имевшиеся в то время данные о строении животных и растений, Шванн пришел к заключению, что клетка — главная структурная единица всех живых организмов — и что образование клеток обусловливает рост и развитие тканей. Клеточная теория строения была сфор­мулирована и опубликована Т. Шванном в 1839 г. Она сыграла огромную роль в развитии биологии. Исчезла казавшаяся непроходимой пропасть между царством растений и царством животных. Провозглашая единство живого мира, клеточная теория послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Ч.

Дарвина.

В дальнейшем клеточная теория была развита многими учеными. Немецкий врач Р. Вирхов доказал, что вне клеток нет жизни, что главная составная часть клетки — ядро — и что клетки образуются только от клеток. Дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание электронного микроскопа и появление 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 является струк­турно-функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов; 2) клеткам присуще мембранное строение; 3) яд­ро — главная составная часть клетки; 4) клетки размножаются только делением; 5) клеточное строение организма — свидетель­ство того, что растения и животные имеют единое происхож­дение. .

Вопросы дм повторения н заданна

Расскажите историю открытия клетки.

Кем и когда впервые была сформулирована клеточная теория?

Изложите основные положения клеточной теории.

В чем заключается значение клеточной теории для биологии?

9 15. НЕКЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ. ВИРУСЫ

В 1892 г. русский ученый Д.И. Ивановский описал необычные свойства возбудителя болезни табака, так называемой табачной мозаики. Этот возбудитель проходил через бактериальные фильтры. Таким образом, здоровые растения табака можно заразить бесклеточным фильтратом сока больного растения. Через несколько лет Ф. Леффлер и П. Фрош обнаружили, что воз­будители ящура — болезни, нередко встречающейся у домашнего скота,— также проходят через бактериальные фильтры. Наконец, в 1917 г. ф.д’Эррель открыл бактериофаг — вирус, поражающий бактерии. Так были открыты вирусы растений, животных и микроорганизмов.

Рис. 40. Структура вируса табач­ной мотаики Г-млснцТ —РНК

Рис. 41.

Форш вирусных час­тиц. Слева — вирус герпеса, справа — вирус триппа

Эти три события положили начало новой науке — вирусологии, изучающей неклеточные формы жизни.

Вирусы играют большую роль в жизни человека. Они являются возбудителями ряда опасных заболеваний — оспы, гепатита, эн­цефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа и др.

Вирусы обитают только в клетках, это внутриклеточные паразиты. В свободном, активном состоянии они не встречаются и не способны размножаться вне (ргетки. Если у всех клеточных организмов обязательно имеются две нуклеиновые кислоты —ДНК и РНК, то вирусы содержат только одну из них. На этом основании все вирусы делят на две большие группы: ДНК-содер- жащие и РНК-содержащие.

В отличие от клеточных организмов у вирусов отсутствует собственная система, синтезирующая белки. Вирусы вносят в клетку только свою генетическую информацию. С матрицы — вирусной ДНК или РНК — синтезируется матричная (инфор­мационная) РНК, которая и служит основой для синтеза вирусных белков рибосомами инфицированной клетки. Молекула ДНК вирусов, или их геном, может встраиваться в геном клетки хозяина и существовать в таком виде неопределенно долгое время. Таким образом, паразитизм вирусов носит особый характер — это паразитизм на генетическом уровне.

Химический состав вирусов. Просто организованные вирусы представляют собой нуклеопротеины, т.е. состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нуклеиновой кислоты. Белковая оболочха назы­вается капсидом (от лат. сарва — вместилище) Примером таких

содержит всего один белок с небольшой молекулярной массой. Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку, белковую или липопротеиновую. Иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белков содержатся углеводы, например у возбудителей гриппа и герпеса (рис.

41). Их наружная оболочха является фрагментом ядерной или цитоплазматической мембраны клетки-хозяина, на которой вирус выходит во внеклеточную среду. Геном вирусов может быть представлен как однонитчатыми, так и двунитчатыми молекулами ДНК и РНК. Так, двунитчатая ДНК встречается у вирусов оспы человека, оспы овец, свиней, аденовирусов человека, дву нитчатая РНК служит генетической матрицей у некоторых вирусов насекомых и других животных. Широко распространены вирусы, содержащие однонитчатую РНК (вирусы энцефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа и др.).

Взаимодействие вируса с клеткой. При образовании пиноцитозных вакуолей вместе с капельками жидкости межкле­точной среды случайно внутрь клетки могут попадать и вирусы, циркулирующие в жидкостях организма. Однако, как правило, проникновению вируса Л цитоплазму клетки предшествует свя­зывание его с особым белком — рецептором, находящимся на клеточной поверхности. Связывание с рецептором осуществляется благодаря наличию специальных белков на поверхности вирусной частицы, которые «узнают» соответствующий рецептор на повер­хности чувствительной клетки. Участок поверхности клетки, к которому присоединился вирус, погружается в цитоплазму и превращается в вакуоль. Вакуоль, стенка которой состоит из цитоплазматической мембраны, может сливаться с другими вакуолями или с ядром (рис. 42, 43). Так вирус доставляется в любой участок клетки.

Рецепторный механизм проникновения вируса в клетку обеспечивает специфичность инфекционного процесса. Так, вирус гепатита А или В проникает и размножается только в клетках печени, аденовирусы и вирус гриппа — в клетках эпителия слизистой оболочки верхних дыхательных путей, вирус, вызыва­ющий воспаление головного мозга,— в нервных клетках, вирус 78

эпидемического паротита (свинка) — в клетках околоушных слюн­ных желез И Т.Д.

Инфекционный процесс начинается, когда проникшие в клетку вирусы начинают размножаться, т.е. происходит редупликация вирусного генома и самосборка капсида. Для осуществления редупликации нуклеиновая кислота должна освободиться от капсида. После синтеза новой молекулы нуклеиновой кислоты она одевается синтезированными в цитоплазме клетки-хозяина вирус­ными белками — образуется капсид. Накопление вирусных частиц приводит к выходу их из клетки. Для некоторых вирусов это происходит путем «взрыва», в результате чего целостность клетки нарушается и она погибает. Другие вирусы выделяются способом, напоминающим почкование. В этом случае клетки организма могут долго сохранять свою жизнеспособность.

Иной путь проникновения в клетку у вирусов бактерий — бактериофагов. Толстые клеточные стенки бактерий не позволяют белку-рецептору вместе с присоединившимся к нему вирусом погружаться в цитоплазму, как это происходит при инфицировании клеток животных. Поэтому бактериофаг вводит полый стержень в клетку и выталкивает через него ДНК (или РНК), находящуюся в его головке (рис. 44). Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а капсид остается снаружи. В цитоплазме бактериальной клетки начинается редупликация генома бак­териофага, синтез его белков и формирование капсида. Через определенный промежуток времени бактериальная клетка гибнет и зрелые фаговые частицы выходят в окружающую среду.

Происхождение вирусов. Вирусы представляют собой автоном­ные генетические структуры, не способные, однако, развиваться вне клетки. Полагают, что вирусы и бактериофаги — обо­собившиеся генетические элементы клеток, которые эво­люционировали вместе с клеточными формами жизни.

Вопросы для повторения и задания

Как устроены вирусы?

Чем отличаются простые вирусы от сложных?

Как вирус проникает в клетку? Укажите особенности взаимодействия бактериофа­га с бактериальной клеткой-

В чем проявляется действие вирусов иа клетку?

Лабораторная работа N8 I ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ И ЖИВОТНОЙ КЛЕТОК ПОД МИКРОСКОПОМ

Цель работы: ознакомиться с особенностями строения клеток растений и животных организмов, показать принципиальное единство их строения.

Материал для работы: кожица чешуи луковицы, эпителиальные клетки из полости рта человека.

Учащиеся делятся на четное число трупп ПО 2—3 человека. Половина групп приго­товляет препараты для микроскопирования из растительных объектов, другая половина трупп — из слизистой оболочки ротовой полости. В дальнейшем труппы обмениваются препаратами, занося результаты изучения в таблицы.

Задание: А. |. Отделите от чешуи луковицы кусочек покрывающей ее кожицы и поместите его на предметное стекло. 2. Навесите капельку слабого водного раствора иода на препарат. Накройте препарат покровным стеклом.

Б. 1. Снимите чайной ложкой немного слизи с внутренней стороны щеки. 2. По­местите слизь на предметное стекло и подкрасьте разбавленными в воде синими чернилами. Накройте препарат покровным стеклом.

Рассмотрите оба препарата под микроскопом. Результаты сравнения занесите в таблицу, в соответствующих местах поставив знаки «+» или «—•-

Клетки | Цитоплазма Ядро Плотная клеточная стенка Пластида
Растительная Животная 1

Сделайте вывод из наблюдений. Отразите в нем черты сходства и различия растительных и животных организмов.

<< | >>
Источник: Мамонтов С .Г.. Общая биология учебник /С. Г. Мамонтов, В Б. Захаров — 11-е над , стер. — М.: КНОРУС.2015. — 328 с. — (Среднее профессиональное об­разование).. 2015

Еще по теме в 14. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ:

  1. Тема 1.ТЕОРИЯ ПРАВА
  2. РУКОВОДСТВО ДЛЯ ВРАЧЕЙ. ШОК: ТЕОРИЯ, КЛИНИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОТИВОШОКОВОЙ ПОМОЩИ
  3. Мазуркевич Г. С., Багненко С. Ф.. Шок:Теория, клиника, организация противошоковой помощи/— СПб.: Политехника2004, 2004
  4. РЕФЕРАТ. ТЕОРИЯ МЫШЛЕНИЯ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ, ЛОБНЫЕ ДОЛИ2018, 2018
  5. Менхин Ю. В., Менхин А. В.. Оздоровительная гимнастика:теория и методика. Ростов н/Д: Феникс2002, 2002
  6. Глава 1.Принятие решений о внедрении новых технологий в медицинских организациях: теория и опыт эмпирических исследований
  7. Особенности строения.
  8. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КОСТЕЙ У ДЕТЕЙ
  9. Строение позвоночникa
  10. Строение и свойства монотерпенов
  11. Классификация и строение аминокислот
  12. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ
  13. Глава 1 Строение и функции иммунной системы
  14. СТРОЕНИЕ ВОДЫ И ЕЕ СВОЙСТВА
  15. 1.2. строение ПРАВОГО ПРЕДСЕРДИЯ