Введение в цитологию

Цитология
Цитология (греч. cytos — клетка. + logos — наука) - наука о строении и жизнедеятельности клетки.

Становление клеточной теории
Первый микроскоп мог увеличивать изучаемый объект до 3-9 раз.

Ячеистые структуры напомнили Роберту Гуку монашеские кельи, он ввел термин клетка (от лат. сеllа — комната, келья). На самом деле он увидел не живые клетки, а оставшиеся от них плотные клеточные стенки, которые представляли собой ячеистую структуру.
Становление клеточной теории

Становление клеточной теории

Становление клеточной теории

Изучая строение растений и животных, Шлейден и Шванн независимо друг от друга пришли к одному и тому же выводу: все организмы, как растительные, так и животные, состоят из клеток, сходных по строению. Они постулировали, что все живое состоит из клеток.
Становление клеточной теории

В 1839-1840 годах возникла клеточная теория Шлейдена и Шванна, основные положения которой:
Все организмы состоят из клеток;
Клетка - мельчайшая структурная единица жизни;
Образование новых клеток - основополагающий способ роста и развития растений и животных;
Организм представляет собой сумму образующих его клеток.
Становление клеточной теории

Важное дополнение в 1855 в клеточную теорию внес Рудольф Вирхов, который утверждал, что любая клетка может образоваться только путем деления материнской клетки.
Становление клеточной теории

Положения современной клеточной теории:
Клетка является структурной, функциональной и генетической единицей живого;
Клетки растений и животных сходны между собой по строению и химическому составу;
Клетка образуется только путем деления материнской клетки;
Клетки у всех организмов окружены мембраной (имеют мембранное строение);
Ядро клетки - ее главный регуляторный органоид;
Клеточное строение растений, животных и грибов свидетельствует о едином происхождении всего живого;
Становление клеточной теории

Положения современной клеточной теории:
7. В многоклеточном организме клетки подразделяются (дифференцируются) по строению и функции. Они объединяются в ткани, органы и системы органов;
8. Клетка - элементарная, открытая и живая система, способная к самообновлению, воспроизведению и саморегуляции.
Становление клеточной теории

Виды клеток

Строение клетки эукариот
1. Ядро – главная часть клетки, хранит и передает наследственную
информацию, управляет процессами в клетке.
2. Плазматическая мембрана (ЦПМ,плазмолемма) – отграничивает содержимое клетки от межклеточного пространства, обеспечивает избирательный транспорт веществ, восприятие сигналов, способствует образованию тканей.
3. Цитоплазма (гиалоплазма, органоиды, включения, цитоскелет)

Строение и функции ЦПМ

Строение и функции ЦПМ
Пассивный транспорт происходит без затрат энергии, по градиенту концентрации (диффузия и осмос). Активный – с затратами энергии, против градиента концентрации (насосный ионный транспорт). Кроме того, клетки животных могут поглощать вещества путем эндоцитоза (фагоцитоза и пиноцитоза) и выводить их путем экзоцитоза.

Строение и функции цитоплазмы
Цитоплазма – полужидкая среда, в которой расположены органоиды клетки, обеспечивает их взаимосвязь, транспорт веществ. Цитоплазма пронизана микротрубочками, образующими цитоскелет.
Включения – непостоянные компоненты цитоплазмы, состав и количество которых зависит от особенностей жизнедеятельности клетки (запасы питательных веществ, продукты жизнедеятельности клетки).
Органоиды – постоянные компоненты цитоплазмы, имеющие постоянное строение и функцию. Различают мембранные и немембранные органоиды

Строение и функции двумембранных органоидов
Митохондрии
Строение: спиральные, округлые, вытянутые органеллы, длина до 7 мкм, имеют две мембраны и матрикс. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует выросты — кристы. Содержат собственные кольцевые молекулы ДНК, РНК, рибосомы (70S), могут сами размножаться, поэтому являются полуавтономными органоидами.
Функции: синтезируют АТФ и выпоняют генетическую функцию. В клетках, где идут процессы с большими затратами энергии (мышечные и нервные клетки) количество митохондрий всегда больше

Строение и функции двумембранных органоидов
Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты)
Строение: две мембраны, имеют особые мембранные структуры — тилакоиды с хлорофиллами, уложенные стопками граны.
В строме содержатся собственные кольцевые молекулы ДНК, РНК и рибосомы(70S), могут сами размножаться, поэтому являются полуавтономными органоидами.

Строение и функции двумембранных органоидов
Функции:
Хлоропластов - фотосинтез (используют энергию света для синтеза глюкозы из углекислого газа и воды).
Хромопластов- придают различную окраску листьям, цветам и плодам; Лейкопластов - запасающая- накапливают крахмал и другие вещества.
Пластиды имеются только в клетках растений, митохондрии в клетках всех эукариот.
Появление митохондрий и пластид описывает теория симбиогенеза.

Строение и функции одномембранных органоидов
Строение: одномембранные системы трубочек и канальцев, Пронизывают всю клетку, на мембранах могут располагаться рибосомы (шероховатая ЭПС) ,на гладкой ЭПС- рибосом нет.
Функции: связывает органоиды между собой, обеспечивает транспорт веществ, на гладкой ЭПС - синтез углеводов, липидов, на шероховатей ЭПС — синтез белков, предназначенных для «экспорта» из клетки. (связана с комплексом Гольджи), делит клетку на отсеки – компартменты.

Строение и функции одномембранных органоидов
Строение: представляет собой стопку дисковидных полостей и связанную с ними систему пузырьков
Функции: накапливает вещества, придает белкам нужную структуру, формирует лизосомы, участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки — "экспортная система" клетки; участвует в создании мембран и клеточных стенок.

Строение и функции одномембранных органоидов
Строение: представляют собой одномембранные тельца овальной формы, наполненные пищеварительными ферментами. Функции: расщепляют с помощью ферментов биополимеры до мономеров в ходе подготовительного этапа ЭО, переваривают попавшие в клетку бактерии, удаляют путём переваривания ненужные части клеток. Могут разрушать отдельные органоиды, клетки и группы клеток (автолиз).

Строение и функции одномембранных органоидов
Строение: одномембранные пузырьки, наполненные клеточным соком, с растворенными веществами (у растений) или разной жидкостью у животных.
Функции: У растений обеспечивают тургор (давление внутри клетки), содержат запасные вещества (соли, кислоты, пигменты, сахара и др.). Только у растений есть крупная центральная вакуоль. У грибов тоже есть, но меньше размером и имеет каплевидную форму.

Строение и функции одномембранных органоидов
Строение: мелкие овальные органеллы, образуются из шероховатой ЭПС и комплекса Гольджи, живут 5-6 дней.
Функции: содержат фермент каталазу, который разрушает Н2О2 – перекись водорода. Поэтому в клетках печени, где идет разрушение токсинов, их больше всего.

Строение и функции одномембранных органоидов
Строение: мелкие пузырьки, отпочковываются из комплекса Гольджи и ЭПС.
Функции: содержат вещества, полученные из ЭПС и комплекса Гольджи и транспортируют их к мембране для «экспорта» из клетки:

Строение и функции немембранных органоидов
Рибосомы
Строение: имеют диаметр около 20 нм, состоят из двух субъединиц — большой и малой, в состав которых входят молекулы р-РНК (рибосомальной) и рибосомальные белки.
Функция: синтез белков. Рибосомы шероховатой ЭПС синтезируют белки на «экспорт» Свободные рибосомы и полисомы синтезируют белки, которые используются в самой клетке. В образовании рибосом участвует ядрышко

Строение и функции немембранных органоидов
Строение: В состав клеточного центра животных, грибов и низших растений входят две центриоли (образованы двумя цилиндрами из микротрубочек). У высших растений центриоли отсутствуют!
Функции: участвуют в делении клетки (формируют веретено деления).

Строение и функции немембранных органоидов
Строение: полые нитчатые структуры, состоящие из белков
Функции: являются опорной основой цитоскелета, противодействуют растяжению и сжатию клетки, входят в состав ресничек, жгутиков, веретена деления, участвуют в транспорте веществ по цитоплазме.

Работа с микроскопом

Работа с микроскопом
Правила работы с микроскопом
При работе с микроскопом необходимо соблюдать операции в следующем порядке:
1. Работать с микроскопом следует сидя;
2. Микроскоп осмотреть, вытереть от пыли мягкой салфеткой объективы, окуляр, зеркало или электроосветитель;
3. Микроскоп установить перед собой, немного слева на 2-3 см от края стола. Во время работы его не сдвигать;
4. Открыть полностью диафрагму, поднять конденсор в крайнее верхнее положение;

Работа с микроскопом
5. Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения;
6. Опустить объектив в рабочее положение, на расстояние 1 см от предметного стекла;
7. Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя электроосветитель или зеркало. Глядя одним глазом в окуляр и пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, направить свет от окна в объектив, а затем максимально и равномерно осветить поле зрения. Если микроскоп снабжен осветителем, то подсоединить микроскоп к источнику питания, включить лампу и установить необходимую яркость;

Работа с микроскопом
8. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;
9. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив. Фронтальная линза может раздавить покровное стекло, и на ней появятся царапины;

Работа с микроскопом
10. Передвигая препарат рукой, найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа;
11. Если изображение не появилось, то надо повторить все операции пунктов 6, 7, 8, 9;
12. Для изучения объекта при большом увеличении, сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении. Затем поменять объектив на 40 х, поворачивая револьвер, так чтобы он занял рабочее положение. При помощи микрометренного винта добиться хорошего изображения объекта.

Работа с микроскопом
По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и убрать в шкаф.