Клеточный материал гомогенизуют в стеклянном капилляре диаметром 400 мкм. При использовании раствора грас-буфера, имеющего рН 7 4, содержащего 0 1 % Тритона Х-100, экстрагируется 72 % суммарного белка. Как показали радиометрические измерения, в результате электрофореза 92 % этого белка переходит в полиакриламидный гель. Если кроме Тритона Х-100 к экстрагирующему раствору добавлять 0 1 % натрийдодецилсульфат, то в раствор переходит 92 % суммарного белка. Более 90 % этого материала при электрофорезе переходит в гель. Образец гомогенизуют, вводя в раствор с клетками прикрепленную к отрезку тефлоновой трубки петлю из стальной проволоки толщиной 28 - 70 мкм. Гомогенизацию ведут 1 - 3 минуты, наблюдая за ее ходом в микроскоп. Раствор центрифугируют 5 - 10 мин в гематокритной центрифуге при скорости вращения 11000 об / мин. При такой обработке получается прозрачная надосадочная жидкость.
Клеточный материал эпителиальной ткани рассматривается как сплошная среда, обладающая пассивной упругостью.
Необходимыми компонентами клеточного материала микроорганизмов являются азот и фосфор. Поэтому в качестве биогенных добавок применяют сульфат и нитрат аммония, карбамид, аммофос, суперфосфат. При совместной биологической очистке производственных и бытовых сточных вод имеется возможность частично компенсировать потребности в азоте и фосфоре за счет бытовых вод, которые обычно содержат некоторое количество этих элементов.
| Изменение ВПК в процессе биохимического окисления сточных вод производств различных полимери-зационных пластмасс. |
Биогенные элементы являются необходимыми компонентами клеточного материала, недостаток их в воде щвнодит к резкому нарушению процесса очистки.
Азот и фосфор являются необходимыми сомпонентами клеточного материала для всех организмов. Азот ходит в состав вещества клетки в восстановленной форме (в виде шинных и иминных групп), а фосфор - в окисленной форме. Дру - ие элементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов (например, микроэлементы), обычно в достаточном количестве присутствуют в сточных водах.
Во избежание подобных осложнений при экстрагировании клеточных материалов и получения недоброкачественных вытяжек на практике вместо нецелесообразного применения тонкоизмельченных материалов применяют порошки средней крупности с поперечником 5 мм, а в отдельных случаях - даже 10 мм по наибольшему поперечнику.
При отсутствии в среде углеродного субстрата происходит окисление клеточного материала и клетка разрушается.
Точка насыщения волокна - это содержание влаги в клеточном материале (например, древесине), когда стенки клеток насыщены, а полости свободны от влаги. Ее можно определить так же, как равновесное влагосодержание волокна, когда окружающая атмосфера близка к насыщению.
Система, в которой претерпевают модификацию (процессинг) и транспортируются различные клеточные материалы, например белки, поступающие из ЭР. В пузырьках Гольджи материалы транспортируются в другие части клетки или же к плазматической мембране для секреции.
Максимальный фотосинтез в культурах Майерса (рассчитанный на 1 см % клеточного материала) быстро увеличивался при увеличении интенсивности освещения во время культивирования от 54 до 270 лк, оставался постоянным ме кду 270 и 645 лк и затем снижался. Так как в то же время концентрация хлорофилла убывала неуклонно, то ассимиляционное число (максимальный фотосинтез на 1 г хлорофилла) сперва быстро увеличивалось, в согласии с наблюдениями Ноддака и Эйхгофа, а затем становилось постоянным (более подробное обсуждение отношения между скоростью фотосинтеза и содержанием хлорофилла см. в гл.
Так как часть углерода теряется в виде СО2, но присутствует в клеточном материале в большей концентрации, чем азот, количество необходимого углерода значительно превосходит количество азота.
Клетка - одна из высокоорганизованных форм существования живого вещества, возникшая в процессе исторического развития жизни на земле. Живую клетку необходимо представлять как сложную динамическую систему, в которой происходит не прекращающийся в течение всей ее жизни обмен веществ и постоянное самообновление, самовоспроизведение. Клетка все время находится во взаимодействии с окружающей ее средой, с другими клетками. Строение и жизнедеятельность клетки взаимно обусловливают друг друга. В зависимости от окружающей среды клетка меняет и свое строение, и свои функции.
Организмы, состоящие из одной только клетки, называются одноклеточными. Все виды живущих теперь более или менее сложных живых существ возникли и развились из одноклеточных организмов, и каждое отдельное живое существо начинает свою жизнь со стадии одной клетки.
Изучение клетки представляет огромный интерес, так как ей свойственна вся совокупность основных проявлений жизни. Однако между функциями отдельной клетки и функциями той клетки, которая является составной частью организма высшего животного, имеются громадные различия. Связь, существующая между клетками высшего организма, обусловливает качественные и количественные особенности их функций.
От одноклеточных организмов в процессе длительного исторического развития произошли все существующие сейчас виды животных и растений, состоящие из множества клеток. Такие организмы называются многоклеточными. Ч. Дарвин доказал, что окружающие нас теперь организмы, не исключая и человека, появились в результате длительного процесса развития из немногих, первоначально одноклеточных зародышей, а эти зародыши в свою очередь образовались из возникшей химическим путем протоплазмы.
Каждый многоклеточный организм происходит теперь от родительского организма или из оплодотворенной яйцеклетки, или посредством отделения целого комплекса клеток и частей от родительского организма, т. е. вегетативным путем. В сложном многоклеточном организме отдельные клетки или группы клеток, приспосабливаясь к выполнению различных функций, дифференцируются, т. е. соответствующим образом изменяют свою форму, оставаясь вместе с тем связанными между собой и подчиненными единому целостному организму.
Таким образом, в растущем организме высших животных и растений непрерывно происходит развитие клеток и возникновение множества различных их видов, составляющих ткани тела.
В сложном животном и растительном организме существует большое разнообразие клеточных и тканевых структур. Клетки разных тканей отличаются одна от другой не только по своему строению, но и по происходящим в них физиологическим процессам. По мере развития живых существ все более усиливаются различия между входящими в состав их тела клетками и тканями. Однако, несмотря на морфологические и физиологические различия, ни одна из клеток в сложном многоклеточном организме самостоятельности и автономности не имеет: она является неотъемлемой частицей целостного организма.
Выписка из рабочей программы по теме «Клетка. Ткани»
|
Теория |
Практика | |
|
2 часа |
2 часа 2 часа |
Клетка. Ткани. Строение и функции клетки. Понятие о ткани. Виды тканей. Представления клетка как структурная единица, обладающая свойствами живого гистологические особенности различных видов тканей Знания строение клетки, ее структур, функции ядра, клеточной мембраны, цитоплазмы, органелл жизненный цикл клетки, виды деления клеток свойства клетки как элементарной единицы живого ткань – определение, классификация особенности строения и топографии эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной тканей, их виды функциональное значение различных видов тканей Умения уметь различать под микроскопом клетки и межклеточное вещество уметь различать различные виды эпителиальной, соединительной, мышечной ткани уметь различать в клетке ее структуры с указанием особенностей их строения и функции уметь давать краткую морфологическую и функциональную характеристику тканей |
Тема лекции : «Клетка.Ткани»
Клетка является наименьшей структурной, обладающей всеми признаками живого.
Живое характеризует ряд свойств:
Способность к самовоспроизведению;
Изменчивость;
Обмен веществ;
Раздражимость;
Адаптация.
Совокупность этих свойств впервые обнаруживается на уровне клетки.
Клетка - это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурная система биополимеров. Она является микроскопическим образованием, различным по величине и форме.
Клетки были открыты и описаны более 300 лет назад. Роберт Гук наблюдал растительные клетки с помощью увеличительных линз. Наибольшего развития цитология (наука о клетке) получила после того, как Т.Шванн(1838)сформулировал клеточную теорию, объединив все существовавшие результаты исследований. В настоящее время клеточная теория базируется на основных положениях:
клетка- наименьшая единица живого;
клетки разных организмов сходны по своему строению и функции (гомологичны);
размножение клеток происходит путем деления исходной клетки.
клетки являются частью многоклеточного организма, где они объединены в ткани и органы и связаны межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
Согласно второму принципу теории клетки различных организмов, несмотря на многообразие, имеет общие принципы строения. Каждая клетка состоит из плазмолеммы(мембраны), цитоплазмы и большинство клеток – ядра.
Рассмотрим характеристики компонентов клетки.
Плазмолемма является мембранной структурой (тонкий пласт, состоящий из двойного слоя липидов, соединенных с белками) и выполняет барьерно – транспортную и рецепторную функции. Она отделяет цитоплазму клетки от внешней среды. Транспортная функция плазмолеммы осуществляется различными механизмами. Существует пассивный перенос молекул путем диффузии(ионы), осмоса (молекулы воды), активный перенос – с затратой энергии АТФ и с помощью ферментов – пермеаз(перенос АК, натрия, сахаров). Перенос более крупных молекул называется эндоцитозом. Основными разновидностями его являются фагоцитоз – перенос твердых частиц и пиноцитоз – перенос в жидких средах. Захваченные клеткой частицы погружаются, окруженные участком цитоплазмы (фагосомы и пиносомы) и сливаются с лизосомами, которые подвергают их расщеплению. Рецепторная функция плазмолеммы заключается в «узнавании» клеткой различных химических (гормоны, белки) и физических(свет, звук) факторов с помощью рецепторов, расположенных в плазмолемме (полисахариды, гликопротеиды).
Плазмолемма может образовывать яд специальных образований – микроворсинки, щеточную каемка, реснички и жгутики, а также разнообразные межклеточные контакты.
Микроворсинки – выросты цитоплазмы, ограниченные плазмолеммой (много в эпителиальных клетках кишечника, почек); увеличивают площадь клеточной поверхности.
Реснички и жгутики – выросты цитоплазмы, происхождение которых связано с центриолями, служат аппаратом движения клеток.
Межклеточные контакты – структуры плазмалеммы, обеспечивающие соединение и взаимодействие клеток (передачу ионов, молекул).
Цитоплазма состоит гиалоплазмы и расположенных в ней органелл и включений.
Гиалоплазма – внутренняя среда клетки, бесструктурное, полупрозрачное, полужидкое образование, способное менять свое ф.-х. состояние. В ее состав входит белки и ферменты, трансп. РНК, аминокислоты, полисахариды, АТФ, различные ионы. Основная функция – обеспечение химического взаимодействия расположенных в ней структур.
Органеллы делятся на мембранные и немембранные.
К мембранным относятся: эндоплазматическая сеть
митохондрии
апп. Гольджи
лизосомы
К немембранным относятся: рибосомы
полисомы
микротрубочки
центриоли
ЭПС – система трубочек, цистерн, вакуолей, ограниченных одной мембраной. Различают гранулярную и агранулярную ЭПС. Для гранулярной характерно наличие гранул – рибосом.
Основная функция ЭПС осуществляется в синтезе веществ и транспортировке их в различные части клетки и во внешнюю среду. В агранулярной ЭПС осуществляется синтез липидов и углеводов, а в гранулярной – белков.
Митохондрии – структуры округлой или палочковидной формы, образованные двумя мембранами (наружной и внутренней, которая образует выросты внутрь – кристы, погруженные в матрикс, в котором располагаются рибосомы, гранулы). На кристах происходит образование АТФ. Основная функция митохондрий – обеспечение клеточного дыхания и обработка АТФ, энергия которых используется для движения клеток, мышечного сокращения, процессов синтеза и секреции веществ, прохождения веществ через мембраны.
Комплекс Гольджи – множественные и единичные диктиосомы (мембранные структуры, состоящие из цистерн с расширениями, мелких транспортных везикул, крупных секреторных везикул и гранул). Комплекс Гольджи участвует в процессе секреции(белки, синтезируемые в рибосомах ЭПС, поступают в комплекс Гольджи), синтезирует полисахариды, образует лизосомы.
Лизосомы – это мелкие пузырьки размером 0.2 – 0.4 мкм, ограниченные одинарной мембраной и содержащие более 40 разнообразных ферментов, расщепляющих белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы. Функция лизосом заключается в переваривание различных веществ, поступающих извне и уничтожение стареющих или дефектных структур в самой клетке.
Немембранные органеллы:
Рибосомы – органеллы синтеза белка образуется в ядрышке. Они состоят из двух субъединиц – малой и большой, каждая из которых построена из скрученного тяжа рибонуклеопротеида, где представлены поровну белки и рибосомная РНК. Для молодых клеток характерно наличие свободных рибосом, обеспечивающих синтез белков для самой клетки (рост). В дифференцированных клетках увеличивается число рибосом и полисом, связанных с ЭПС и обеспечивающих синтез белков «на экспорт» (секрет клетки)
Микротрубочки – полые цилиндры диметром 24 нм, состоящие из белка тубулина. Они могут постоянно образовываться в гиалоплазме, участвуя в формировании цитоскелета клетки. Входят в состав центреолей, ресничек, жгутиков, веретена деления.
Центриоли – лежат в паре, каждая состоит из микротрубочек. Располагаются перпендикулярно относительно друг друга и окружены радиально отходящими микротрубочками(центросфера)
Микрофиламенты и микрофибрилы – выполняет опорно-каркасную и сократительную функции в клетке, что обеспечивает движение клетки и перемещение в гиалоплазме органелл и включений.
Ядро выполняет в клетке важнейшие функции – хранение и передача генетической информации и обеспечение синтеза белка(образование всех видов РНК – инф., траснсп., рибосомн., синтез рибосомных белков). Структура и функции белка изменяются в течение клеточного цикла – времени существовании от деления до деления или от деления до смерти.
Ядро интерфазной клетки (неделящейся) состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и кариоплазмы (нуклеоплазмы)
Ядерная оболочка состоит из двух мембран – наружной и внутренней. В оболочке имеются поры(комплексы), которые обеспечивают прохождение макромолекул из ядра в цитоплазму. Одной из функций ядерной оболочки является фиксация хромосом и обеспечение их пространственного положения.
Хромосомы постоянно присутствуют в ядре и хорошо видны только во время митоза. В интерфазном ядре хромосомы дисперализованы и не видны. Состоит из ДНК, белка, РНК.
ядрышко – тельце округлой формы, в котором происходит образование рибосом. Число ядрышек в разных клетках варьирует. Увеличение числа и размеров ядрышек свидетельствует о высокой интенсивности синтеза РНК и белков.
Жизненный цикл клетки
Клетка, являясь частью целостного многоклеточного организма, выполняет свойственно живому функции. К таковым относится воспроизводство.
Основной формой воспроизведения клеток является митоз (непрямое деление). Митоз состоит из 4 основных фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.
- профаза происходит конденсация хромосом, они становятся видимыми, каждая хромосома состоит из двух сестринских хромосом – хроматид, ядрышки уменьшаются и исчезают, оболочка ядра разрушается, уменьшается число рибосом, гран. ЭПС распадается на мелкие вакуоли, центриоли расходятся, и начинает формироваться веретено деления (микротрубочки, отходящие от центриолей);
- метафаза завершается формироваться веретено деления и хромосомы располагаются экваториальной плоскости клетки;
- анафаза половинки хромосом теряют связь в обл. центромер и расходятся к полюсам клетки, к полюсу отходит диплоидный набор хромосом(46 у человека);
- телофаза происходит восстановление структур интерфазного ядра – деспирализация хромосом, реконструкция оболочки ядра, появление ядрышек, разделение клеточного тела на две части.
Продолжительность митоза и его отдельных фаз варьирует в различных клетках от 30 мин. До 3 часов и более(интерфаза 10-30ч., профаза 30-60ч., метафаза 2-10мин., анафаза 2-3мин., телофаза 20-30мин.). Количество митозов в тканях и органах является показателем интенсивности их роста и регенерации (физиологической и реперативной) в норме и паталогии.
Разновидностью митоза является мейоза – деление созревающих половых клеток, которое приводит к уменьшению в 2 раза числа хромосом, т.е. формированию гаплоидного числа хромосом (23 у человека). Мейоз состоит из двух следующих друг за другом деления с короткой интерфазой – редукционное (число хромосом редуцируется) и эвационное(митоз).
Кроме способности к воспроизводству клетка обладает рядом свойств, характеризующих живое:
Обмен веществ из внешней среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость) поступают через полупроницаемую мембрану вещества, идущие на построение клетки, окислительные процессы, через оболочку выводятся продукты жизнедеятельности клетки.
Проницаемость клетки зависит от различных факторов в т.ч. от
концентрации соле Поступление веществ возможно путем фагоцитоза
и пиноцитоза.
Секреция – выделяемые клетками вещества(гормоны,
ферменты, БАВ).
Раздражимость способность отвечать специфическими реакциями на
воздействия внешнего раздражителя. Мышечная,нервная, железистая клетки обладают высшей степенью раздражимости -
возбудимости. Как частный вид раздражимости является способность клеток к движению – лейкоциты, макрофаги, фибробласты, сперматозоиды.
Ткани. Виды, их морфологическая и функциональная характеристика.
В организме человека различают 4 вида тканей:
эпителиальную;
соединительную;
мышечную;
Эпителий покрывает поверхности тела, слизистых и серозных оболочек внутренних органов и образует большинство желез.
Покровный эпителий выполняет:
барьерную функцию
обменную функцию
защитную функцию
Железистый эпителий осуществляет секреторную функцию.
Общая характеристика покровного эпителия.
Разнообразие морфологических форм;
Нет межклеточного вещества;
Клетки располагаются в виде пласта;
Располагаются на базальной мембране;
Отсутствуют кровеносные сосуды;
Высокая регенерация.
Строение и функции покровного эпителия.
Морфологическая классификация эпителия:
Однослойный эпителий-
Кубический
Призматический
Многорядный
Многослойный эпителий
Неороговевающий
Ороговевающий
Переходный
Железистый эпителий.
Железы (gianduiae) выполняют секреторную функцию и являются производными железистого эпителия.
Многие железы – самостоятельные органы (поджелудочная, щитовидная железа), другие железы являются частью органа (железы желудка).
Все железы подразделяются на:
Эндокринные, вырабатывающие свой секрет (гормоны) в кровь.
Экзокринные вырабатывают секрет во внешнюю среду (на кожу и в полости органов).
По строению экзокринные железы разделены на простые и сложные с ветвящимися выводными протоками. По химическому составу секрета они делятся на белковые (серозные), слизистые, белково-слизистые.
Опорно-трофические ткани.
К этой группе относятся кровь и лимфа, а также соединительная ткань. Все они имеют сходное строение: содержат хорошо развитое межклеточное вещество. Все ткани этой группы выполняют трофическую функцию (кровь, лимфа) и опорную функцию (хрящевая, костная).
Кровь, лимфа, рыхлая соединительная ткань составляют внутреннюю среду организма.
Соединительная ткань.
К этой группе относятся:
собственно соединительная ткань (рыхлая и плотная)
со специальными свойствами (ретикулярная, жировая, слизистая, пигментная)
скелетная соединительная ткань (хрящевая, костная ткань)
Соединительная ткань характеризуются разнообразием клеток и хорошо развитым межклеточным веществом, состоящим из волокон и основного аморфного вещества. В основу классификации положено соотношение клеток и межклеточного вещества, а также степень упорядочности расположения волокон.
Клетки ткани : фибробласты, макрофаги, плазмоциты, тучные клетки, адипоциты, пигментоциты, адвентициальные клетки, лейкоциты крови.
Межклеточное вещество : состоит из коллагеновых, ретикулярных, эластических волокон и основного вещества.
Рыхлая волокнистая соединительная ткань – сопровождает кровеносные и лимфатические сосуды, образует строму многих органов.
Плотная волокнистая соединительная ткань содержит большое количество плотно расположенных волокон и небольшое количество клеточных элементов. Эта ткань лежит в основе сухожилий, связок, фиброзных оболочек.
Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов) и большого количества межклеточного вещества.
Различают три вида хрящевой ткани:
гиалиновую (скелет эмбриона, реберно-грудинное соединение, хрящи гортани, суставные поверхности)
эластическую (в основе ушной раковины)
волокнистую (межпозвоночные диски, полуподвижные сочленения)
Костная ткань специализированный тип соединительной ткани с высокой минерализацией межклеточного вещества, содержащего около 70% неорганических веществ (фосфатов кальция).
Существует два типа костной ткани – ретикулофиброзная и пластинчатая.
К клеткам костной ткани относятся: остеоциты, остеобласты, остеокласты.
Пластинчатая костная ткань наиболее распространенная костная ткань во взрослом организме. Она состоит из костных пластинок, образованных костными клетками и минерализованным основным веществом с колагеновами волокнами. В соседних пластинках волокна имеют разное направление, чем достигается большая прочность костной ткани. Из этой ткани построены компактное и губчатое вещество костей скелета.
Мышечная ткань.
Обеспечивает перемещение в пространстве организма в целом и его частей. Мышечная ткань обладает способностью к сокращению под действием нервных импульсов, что сопровождается изменением мембранных потенциалов. Сокращение происходит благодаря содержанию в мышечных клетках миофибрилл, вследствие взаимодействия белков актина и миозина с участием ионов Са.
Все мышечные ткани делятся на две подгруппы:
гладкие мышечные ткани (нити актина и миозина миофибрилл не имеют поперечной исчерчености) присутствуют на стенках внутренних органов и обладают большей растяжимостью, меньшей возбудимостью, чем скелетная;
поперечно полосатые ткани (актиновые и миозиновые миофибриллы создают поперечную исчерченость) образуют сердечную мышечную ткань и скелетную мышечную ткань.
Нервная ткань.
Нервная ткань осуществляет регуляцию деятельности тканей и органов, их взаимосвязь и связь с окружающей средой. Нервная ткань состоит из нейронов (нервных клеток) и нейроглии, которая осуществляют опорную, трофическую, разграничительную и защитную функции.
Нейроны проводят нервные импульсы от места возникновения до рабочего органа. Каждая клетка имеет отростки – аксон (проводит импульс от тела клетки и заканчивается на соседнем нейроне, мышце, железе) и дендрит (несет импульс к телу, их может быть несколько и они ветвятся). По количеству отростков нейроны делятся:
Униполярные (1 отросток)
Биполярные (2 отростка)
Мультиполярные (3 и более отростков)
К биполярным клеткам относятся и псевдоуниполярные клетки (аксон и дендрит этих клеток начинаются общим выростом). Отростки нервных клеток, обычно покрытые оболочками, называются нервными волокнами. Все нервные волокна заканчиваются концевыми аппаратами, которые получили название нервных окончаний, они делятся на три группы
Эффекторные (двигательные и секреторные)
Рецепторные (чувствительные)
Концевые (межнейронные синапсы).