Клетка открытая система

Уровни организации жизни.

Молекулярный уровень организации - это уровень функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов. С этого уровня начинаются процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации. Этот уровень изучают: биохимия, молекулярная генетика, молекулярная биология, генетика, биофизика.

Клеточный уровень - это уровень клеток бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов, клеток многоклеточных организмов. Кле́тка—элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Этот уровень изучают цитология, цитохимия, цитогенетика, микробиология.

Тканевый уровень организации - это уровень, на котором изучается строение и функционирование тканей. Исследуется этот уровень гистологией.

Организменный уровень организации - это уровень одноклеточных, колониальных и многоклеточных организмов. На этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается анатомией и эмбриологией, физиологией, генетикой, палеонтологией.

Популяционно-видовой уровень - это уровень совокупностей особей - популяций и видов. Этот уровень изучается систематикой, экологией, генетикой популяций. На этом уровне изучаются генетические и экологические особенности популяций, элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд.

Экосистемный уровень организации - это уровень микроэкосистем, макроэкосистем. На этом уровне изучаются типы питания, типы взаимоотношений организмов и популяций в экосистеме, численность популяций, динамика численности популяций, плотность популяций, продуктивность экосистем, сукцессии. Этот уровень изучает экология.

Выделяют также биосферный уровень организации живой материи. Биосфера - это гигантская экосистема, занимающая часть географической оболочки Земли. В биосфере происходит круговорот веществ и химических элементов, а также превращение солнечной энергии.

Основные положения совр.клет.теории

Включает следующие положения:

1. Клетка – элементарная единица живого: вне клетки нет жизни. Все

организмы кроме вирусов состоят из клеток.

2. Клетка- единая система, включающая множество закономерно связанных

друг с другом элементов – органелл.

3. Клетки сходны, гомологичны по строению и основным свойствам.

4. Клетки образуются только путем деления материнской клетки.

5. Многоклеточный организм – это новая система из множества клеток,

интегрированных в ткани и органы.

6. Клетки многоклеточных организмов ТОТИПОТЕНТНЫ, т.е. равнозначны

по генетической информации.

Теория симбиотического происхождения клетки

Симбиотическая теория происхождения и эволюции клеток основана на том что три класса органелл - митохондрии , реснички и фотосинтезирующие пластиды – произошли от свободно живущих бактерий , которые в результате симбиоза были в определенной последовательности включены в состав клеток прокариот - хозяев . Все организмы, состоящие из клеток, могут быть сгруппированы в пять царств : царство прокариот (куда относятся бактерии ) и четыре царства эукариот.

Клетка открытая система

Клетка — открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Жизнедеятельность клетки обеспечивается процессами, образующими три потока: информации, энергии веществ.

Благодаря наличию потока информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, передает в ряду поколений. В этом потоке участвуют ядро, макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму, цитоплазматический аппарат транскрипции. Позже полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуру, и используется в качестве катализаторов или структурных белков. Также функционируют геномы митохондрий, а в зеленых растениях — и хлоропластов.

Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения — брожением, дыханием. Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот. Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы — химическую, осмотическую, механическую, регуляторную. Анаэробный гликолиз — процесс бескилородного расщепления глюкозы. Фотосинтез — механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ. Дыхательный обмен участвует в расщеплении и образовании углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот.

У многих бактерий имеются жгутики и пили. Жгутики не ограничены мембраной, имеют волнистую форму и состоят из сферических субъединиц. Пили служат для прикрепления бактерий к субстрату и друг к другу. Спорообразование у бактерий — способ переживания неблагоприятных условий. Споры обладают высокой устойчивостью к радиации, экстремальным температурам, высушиванию и другим факторам, вызывающим гибель вегетативных клеток. Бактерии размножаются бесполым способом — делением «материнской клетки» надвое. Перед делением происходит репликация ДНК. Редко у бактерий наблюдается половой процесс, при котором происходит рекомбинация генетического материала.

Общий план строения эукариотической клетки

Цитоплазматическая мембрана трехслойна: наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, средний — из молекул липидов.

Она ограничивает цитоплазму от внешней среды, окружает все органоиды клетки и представляет собой универсальную биологическую структуру

Рибосомы встречаются во всех типах клеток —Это округлые тельца, состоящие из РНК и белков почти в равном соотношении. В них осуществляется синтез белков.

Комплекс Гольджи. В мембранные трубки комплекса Гольджи из канальцев эндоплазматической сети поступают продукты секреции клетки, где они химически перестраиваются, уплотняются, а затем переходят в цитоплазму и либо используются самой клеткой, либо выводятся из нее.

Митохондрии — небольшие тельца палочковидной формы, ограниченные двумя мембранами. От внутренней мембраны митохондрии отходят многочисленные складки — кристы, на их стенках располагаются разнообразные ферменты, с помощью которых осуществляется синтез высокоэнергетического вещества АТФ.

Лизосомы - мелкие овальные образования, ограниченные мембраной и рассеянные по всей цитоплазме. Они возникают в расширениях эндоплазматической сети и в комплексе Гольджи. В обычных" условиях лизосомы переваривают частицы, попадающие в клетку путем фагоцитоза, и органоиды отмирающих клеток.

Пластиды есть только в растительных клетках и встречаются, у большинства зеленых растений. В пластидах синтезируются и накапливаются органические вещества.

Клеточный центр играет важную роль при делении, клетки и состоит из двух центриолей.

У многих растительных и животных клеток имеются органоиды специального назначения: реснички, выполняющие функцию движения, жгутики.

Включения - временные элементы, возникающие в клетке на определенной стадии ее жизнедеятельности в результате синтетической функции. Они либо используются, либо выводятся из клетки.

Вакуоли — это полости, ограниченные мембраной; хорошо выражены в клетках растений и имеются у простейших.

Цитоскелет. Одной из отличительных особенностей эукариотической клетки является развитие в ее цитоплазме скелетных образований в виде микротрубочек и пучков белковых волокон.

Ядро клетки играет основную роль в ее жизнедеятельности, с его удалением клетка прекращает свои функции и гибнет. Функции ядра состоят в регуляции всех жизненных отправлений клетки, которую оно осуществляет при помощи ДНК и РНК-материальных носителей наследственной информации.

Кариоплазма — жидкая фаза ядра, в которой в растворенном виде находятся продукты жизнедеятельности ядерных структур.

Ядрышко — обособленная, наиболее плотная часть ядра.В состав ядрышка входят сложные белки и РНК фосфаты калия, магния, кальция, железа, цинка, а также рибосомы. Ядрышко исчезает перед началом деления клетки и вновь формируется в последней фазе деления.