Клеточный уровень жизни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы МОСКОВСИЙ ГОСУДАРТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИНДУСТРИИ ТУРИЗМА имена Ю.А. Сенкевича

КАФЕДРА ИСТОРИИ И ФИЛОСОФИИ НАУКИ

РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Концепции современного естествознания»

Тема «Клеточный уровень жизни»

Выполнила: студентка 1 курса

314-М учебной группы

Факультет заочного обучения

Смирнова Виктория Викторовна

Проверила: Дудь А.П.

Москва 2013г.

Введение

КЛЕТКА называется основной единицей жизни. И справедливо, поскольку живые существа: растения, насекомые, животные и люди -- все состоят из клеток. Много лет ученые изучают работу внутренних клеточных механизмов и раскрыли многие секреты молекулярной биологии и генетики. В своей работе я бы хотела изучить клетку и что наука открыла об этих удивительных микроскопических единицах жизни.

Клетки различаются по форме. Есть прямоугольные, есть и квадратные. Встречаются круглые клетки, яйцевидные и бесформенные. Амеба -- одноклеточный организм -- вообще не имеет определенной формы. Передвигаясь, она постоянно видоизменяется. Интересно, что о функции клетки часто можно судить по ее форме. Например, некоторые мышечные клетки длинные и тонкие, а совершая работу, они сокращаются. Нервные клетки, передающие сигналы внутри организма, имеют длинные отростки.

Различаются клетки и по размеру. Большинство из них настолько малы, что не видны невооруженным глазом. Чтобы получить представление о размерах средней клетки, посмотрите на точку в конце этого предложения. В этом едва заметном пятнышке поместятся около 500 клеток средней величины! Если такие масштабы кажутся мизерными, то что говорить о клетках бактерий, которые примерно в 50 раз меньше средних. А какая клетка самая большая? Желток страусиного яйца -- одноклеточный «гигант» размером с теннисный мяч!

Поскольку большинство клеток не видны невооруженным глазом, ученые изучают их с помощью различных приборов, таких, как микроскоп. Но даже он не позволяет четко различить некоторые замысловатые детали. Так, электронный микроскоп способен увеличить клетку примерно в 200 000 раз -- при таком увеличении длина муравья составила бы почти километр. И тем не менее какие-то детали клетки остаются невидимыми!

Такая техника позволила ученым увидеть, что клетка невероятно сложна. В своей книге «Пятое чудо» («The Fifth Miracle») физик Пол Дейвис говорит: «В каждой клетке неимоверное число мельчайших структур, которые, можно подумать, взяты непосредственно из какого-то технического справочника. Множество микроскопических пинцетов, ножниц, насосов, моторов, рычагов, труб, цепей и даже транспортных средств. Но клетка -- это, конечно, не просто мешок с разными приспособлениями. Различные компоненты соединяются в исправно работающее целое, которое напоминает многоэтапную конвейерную линию».

Клетка - основная структурная и функциональная единица жизнедеятельности одноклеточного и многоклеточного организмов.

Хотелось бы уделить внимание самым интересным фактам о клетке. С момента рождения в мозгу человека уже существует 14 миллиардов клеток, и число это до самой смерти не увеличивается. Напротив, после 25 лет оно сокращается на 100 тысяч в день. За минуту, потраченную вами на чтение страницы, умирает около 70 клеток. После 40 лет деградация мозга резко ускоряется, а после 50 нейроны (нервные клетки) усыхают и сокращается объем мозга.(2)

Многообразие клеток и тканей

Наш организм - одна из самых сложных систем во Вселенной. Он состоит примерно из 100 триллионов крошечных клеток. Среди них- клетка мозга, костные, кровяные, клетки глаза, клетки кожи, клетки легкого, клетки скелетной мышцы, клетки почек, пигментные клетки, клетки щитовидной железы, клетки поджелудочной железы, мышечные клетки, эритроциты, лейкоциты и др.(3) В целом, в человеческом теле более двухсот видов клеток. Хотя клетки отличаются друг от друга по форме и функциям, они образуют единую сложную сеть. По сравнению с ней Интернет, с сетью из миллионов компьютеров и высокоскоростных информационных кабелей, всего лишь жалкое подобие. Даже самая простая клетка по своему техническому совершенству намного превосходит любые изобретения человека.

Изучение клеток показывает что, различные клетки составляют различные ткани. Многообразие тканей многоклеточных созданий делится на 4 группы:

Ш Эпителиальные ткани;

Ш Соединительные ткани;

Ш Мышечные ткани;

Ш Нервные ткани;

Эпителиальные ткани - состоят из плотно прилегающих друг к другу клеток, расположенных в несколько рядов. Ролью этих тканей является обеспечить покров, защиту, выделительные функции и восприятие внешних и внутренних воздействий. В состав этих тканей входит:

1. Эпидермис - это наружный покров тела -многослойный плоский эпителий;

2. Эпителий, выстилающий изнутри трубчатые образования организма это однослойный цилиндрический эпителий большей части желудочно-кишечного тракта, однослойный или многослойный железистый эпителий и однослойный мерцательный эпителий дыхательных путей;

3. Мезотелий. Он дает начало покрову серозных оболочек и состоит из одного слоя плоских клеток;

4. Эндотелий выстилает внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов и состоит из одного слоя плоских клеток;

5. Эпителий эпендимального типа, который выстилает мозговые оболочки и состоит из одного слоя клеток;

Соединительные ткани имеют в наличии большое количество межклеточного вещества, которое бывает жидким, волокнистым, студенистым и пропитанными солями кальция.

Особенности соединительных тканей:

Достаточно большая удаленность друг от друга;

Хорошо развиты межклеточные пространства, которые вырабатываются самими клетками;

К соединительным тканям относится кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая, рахлая соединительная ткани.

Функции соединительных тканей:

- опорно-механическая;

-защитная ( иммунитет, фагоцитоз);

-трофическая, питает другие ткани

-структурообразующая (связанна с перестройками структуры органов);

-транспортная

Мышечные ткани - выделяется хорошей способностью сокращаться в ответ на раздражение. Клетки мышечной ткани являют собой одно - или многоядерные соединения, имея удлинённую форму и называемые симпластами или мышечными волокнами.

Главная функция мышечных тканей - это изменение формы, этой функцией обладают клетки многих тканей.

Признаками мышечных тканей является: удлиненная форма, наличие продольно расположенных миофибрилл и миофиламентов - специальных органелл, обеспечивающих сократимость, расположение митохондрий рядом с сократительными элементами, наличие включений гликогена, липидов и миоглобина.

Нервные ткани - воспринимают раздражения, трансформируют их в возбуждение и передают их в различные органы или другие отделы нервных тканей.

Нервная ткань состоит из нервных клеток ( нейронов) и нейроглии, которая служит опорной, защитной и разграничительной функцией. Они образуют единую функциональную нервную систему. Единицей нервной ткани является нервная клетка (нейрон, нейроцит). Нейрон состоит из тела и отростка разной длины. Один отросток длинный и имеет не ветвящуюся структуру, называемую аксоном. Связь нервной клетки к рабочим органам или другим нервным клеткам, осуществляется аксоном. Другие отростки имеют короткую ветвистую структуру, называемые дендриты. Их окончания, получая раздражения, проводят нервные импульсы к телу нейрона. В зависимости от поставленной функции различают три вида нервных клеток : чувствительные (афферентные), вставочные (ассоциативные), двигательные (эфферентные).

Функции нервной ткани:

- восприятие раздражения

- генерация нервного импульса

- проведение возбуждения

- анализ сигналов

- формирование ответной реакции.

Основные части в строении клетки

Клетки всех организмов имеют единый план строения, и в каждом плане ясно проявляется совокупность всех процессом жизни. Каждая клетка включает в свой состав две неразрывно связанные части: цитоплазму и ядро. И то и другое, отличаются сложностью и строгой упорядоченностью строения и, в их входит множество разнообразных структурных единиц, которые выполняют совершенно разные функции.

Ядро. Ядро клетки состоит из большой части генетического материала клетки, организованного как множество длинных линейных молекул ДНК в комплексе с большим разнообразием белков, типа гистонов также сформированные хромосомы. Гены в пределах этих хромосом -- ядерный геном клетки. Главные структуры, составляющие ядро -- ядерный конверт, двойная мембрана, которая ограничивает весь органоид и отделяет его содержание от клеточной цитоплазмы, и ядерной тонкой пластинки в пределах ядра, которая добавляет механическую поддержку, как цитоскелет, который поддерживает клетку в целом. (5)

Цитоплазма. Цитоплазма - это содержимое растительной или животной клетки, за исключением ядра (кариоплазмы). Цитоплазма является сложной смесью белков, которые находятся в коллоидном состоянии, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот и других органических соединений. Из неорганических соединений в цитоплазме присутствует вода, а также различные минеральные вещества. (6)

Клетки бывают разных форм и размеров, но для всех из них есть общая схема строения. Клетки состоят в основном из белков, поэтому для поддержания жизни клеток, для образования новых клеток и для ускорения химических реакций в клетках постоянно нужны новые белки.

Исследователи сделали вывод, что для жизнедеятельности клетки необходимо взаимодействия как минимум трех типов сложных молекул: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), РНК(рибонуклеиновая кислота) и белка. Инструкции, необходимые для синтеза белков, содержатся молекулы ДНК. Молекулы ДНК находятся в ядре клетки. Помимо ДНК содержит инструкции, необходимые для синтеза белков. Она хранит и передает от одного поколения клеток другому, генетическую информацию. По форме молекулы ДНК напоминают скрученную веревочную лестницу(она называется двойной спиралью). Каждый из двух нитей лестницы ДНК состоит из огромного числа более мелких составляющих, которые называются нуклеотиды, у которых бывают четыре типа оснований: аденин(А), гоанин(Г), цитазин(Ц) и тимин(Т). Эта «лестница» содержит тысячи генов, основных носителей наследственной информации.

План синтеза белка хранится в клетке, а непосредственно синтез происходит вне ядра, поэтому необходима помощь для доставки закодированного плана из ядра к месту синтеза. Такую помощь оказывают молекулы РНК. Химические молекулы РНК подобны молекулам ДНК, и в синтезе белка участвует несколько видом РНК. Работа начинается в ядре клетки с того, что раскручивается и раскрывается часть «лестницы» РНК. Благодаря этому буквы РНК образуют связи с открытыми буквами ДНК, одной из нитей ДНК. Фермент переносит буквы РНК, чтобы соединить их нить. Так буквы ДНК «переписываются» в буквы РНК, образуя нечто вроде «диалекта» ДНК. После дальнейших изменений этот вид закодированный РНК, готов. РНК выходит из ядра и направляется к месту синтеза белка. Где буква РНК расшифровываются.

Клеточный цикл жизни клетки

Клеточный цикл -- это период существования клетки от момента её рождения до собственного деления или гибели.

Клеточный цикл включает строго детерминированный ряд последовательных процессов, согласно позиции Hartwellа, 1995. Клетка должна между двумя последовательными делениями удвоить все свои компоненты и свою массу. Таким образом клеточный цикл составляют два периода:

1) период клеточного роста, называемый " интерфаза ", и

2) период клеточного деления, называемый " фаза М " (от слова mitosis). В свою очередь, в каждом периоде выделяют несколько фаз.

(1) - этап подготовки к делению и непосредственно процесса деления - митоза

(2). Этап дифференцировки

(3) Этап функционирования специализированной клетки

(4) функционирование специализированной клетки.

На стадии подготовки к делению происходит удвоение генетического материала (редупликация ДНК). Масса клетки во время интерфазы увеличивается до тех пор, пока она примерно вдвое не превысит начальную. Отметим, что сам процесс деления намного короче этапа подготовки к нему: митоз занимает примерно 1/10 часть клеточного цикла.

Цикличность (периодическое повторение) стадий интерфазы и митоза можно проиллюстрировать на примере фибробластов - одного из видов клеток соединительной ткани. Так, нормальные фибробласты эмбриона человека размножаются приблизительно 50 раз. Каков генетически запрограммированный предел возможных делений клетки - это одна из неразгаданных тайн биологии.

Дифференцировка - возникновение различий в процессе развития первоначально одинаковых клеток, приводящее к их специализации. Процесс дифференцировки показывает различия между клетками, которые определяются набором белков, синтезируемых в клетках определенного вида.

Рождение. Отправным моментом жизни любой клетки считают деление материнской клетки с образованием двух идентичных дочерних - митоз. Во время митоза основная задача материнской клетки - поровну передать равноценный в количественном и качественном отношении генетический материал дочерним клеткам. В период созревания происходит дифференцировка клеток и становление ключевых ферментных систем. Клетка готовится выполнять предназначенные природой функции, постепенно активизируя свой обмен веществ.

Активное функционирование. Интенсивность реакций метаболизма и сопряженного с ним энергетического обмена в это время максимальны.

Процессы в клетке направлены на обеспечение постоянства внутренней среды и выполнение специфических функций: нейрон воспринимает и передает нервный импульс, эритроцит переносит кислород и так далее.

Угасание (старение). Этот процесс запрограммирован генетически и, в первую очередь, проявляется уменьшением выработки и активности ферментов в клетке. При этом замедляются биохимические реакции, тормозится метаболизм и энергетический обмен.

Естественная гибель клетки (апоптоз). К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен.

клетка ткань организм нервный

Заключение

В заключении можно сделать вид, что видов клеток очень много и изучение каждой в отдельности помогает понять стадии их развития, что всегда очень интересно. Единство строения и жизнедеятельность клеток различных организмов - одна из важнейших общебиологических закономерностей, указывающих на общность происхождения органического мира, и поэтому изучение структуры и функции клетки - важнейшая задача общей биологии. Я постаралась рассмотреть такие период существования клетки от момента её рождения до собственного деления или гибели, что объясняет что из себя представляет клетка и какую роль она играет в организме человека, животных, растений и др.

Список использованной литературы

1. М.С. Кунафин «Концепции современного естествознания»

2. Книга «Сотворение» стр.142.

3. Энциклопедия «Традиция». Глава «Ядро клетки».

Размещено на Allbest.ru