3.Клетка как элементарная форма организации живой материи. Клеточная теория, ее сущность и значение. Типы клеточной организации. Специализация и интеграция клеток многоклеточного организма.

Клетка – открытая живая система, которая обменивается с окружающей средой тремя потоками: вещества, энергии и информации.

Клетка – элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. (Наука – цитология.)

Клетки могут существовать как одноклеточные организмы, так и в составе многоклеточных организмов.

Клеточная теория – одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в которой клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента живых организмов.

Немецкий ученый Т. Шванн, опираясь на работу М. Шлейдена, в 1838-1839 гг сформулировал следующие положения:

• Все организмы растений и животных состоят из клеток.

• Каждая клетка функционирует независимо от других, но вместе со всеми.

• Все клетки возникают из бесструктурного вещества неживой материи.

Позднее Р. Вирхов (1858) внес уточнение:

• Все клетки возникают только  из клеток путем их деления.

Современная клеточная теория содержит следующие положения:

1. Клеточная организация возникла на заре жизни и прошла долгий путь эволюции от безъядерных (прокариот) к ядерным (эукариотам), от предклеточных организмов к одно- и многоклеточным.

2. Новые клетки образуются путем деления ранее существующих.

3. Клетка является микроскопической живой системой, состоящей из цитоплазмы и ядра, окруженных мембраной (за исключением прокариот).

4. В клетке осуществляется:

А) метаболизм

Б) обратимые физиологические процессы – дыхание, раздражимость, движение

В) необратимые процессы – рост и развитие.

5. Клетка может быть самостоятельным организмом (прокариоты и простейшие, одноклеточные водоросли и грибы). Все многоклеточные организмы также состоят из клеток и их производных. Рост, развитие и размножение многоклеточного организма – следствие жизнедеятельности одной (зигота) или нескольких клеток (культура тканей).

Эти положения доказывают единство происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Благодаря клеточной теории стало понятно, что клетка - это важнейшая составляющая часть всех живых организмов.

Типы клеточной организации: Выделяют два типа клеточной организации: 1) прокариотический, 2) эукариотический. Общим для клеток обоих типов является то, что клетки ограничены оболочкой, внутреннее содержимое представлено цитоплазмой. В цитоплазме находятся органоиды и включения. Органоиды — постоянные, обязательно присутствующие, компоненты клетки, выполняющие специфические функции. Органоиды могут быть ограничены одной или двумя мембранами (мембранные органоиды) или не ограничены мембранами (немембранные органоиды). Включения — непостоянные компоненты клетки, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена или конечных его продуктов.

Эукариотические клетки по определению и в отличие от прокариотических имеют ядро. Ообычный линейный размер клеток прокариот 1-10 мкм, эукариот –10-100 мкм. Метаболизм прокариот как анаэробный, так и аэробный, эукариот – аэробный. Органоиды у прокариот немногочисленны или отсутствуют, мембранных органоидов - нет. ДНК прокариот кольцевая, располагается в цитоплазме, ДНК эукариот – линейная, организована в хромосомы, расположена в ядре. Цитоплазма прокариот не имеет цитоскелета, движения цитоплазмы, экзо- и эндоцитоза. Деление прокариотической клетки – бинарное, пополам, эукариотической – митоз или мейоз. Наконец, прокариотические организмы - одноклеточные, а эукариотические - преимущественно многоклеточные, с клеточной дифференциацией.

Специализация клеток многоклеточного организма - это клетки которые объединены в различные органы и ткани, специализирующиеся на выполнении определённых функций.

Интеграция клеток - это образование клеточных комплексов, в пределах которых клетки специализируются на выполнении узко ограниченной работы и действуют как единое целое, как единая система.

Поток энергии в клетке