В отличие от имеющихся учебников в данное пособие дополнительно введены такие разделы, как: дифференцировка клеток; метаболизм клетки; физиология клетки. <...> 3 I. исТоРиЯ циТоЛоГии и ТеоРиЯ кЛеТочНоГо сТРоеНиЯ оРГаНиЗМоВ Вопросами изучения различных аспектов биологии клетки занимается наука о клетке – цитология (от греч. kytos – полость, ячейка). <...> История цитологии и теория клеточного строения организмов рами и напоминает пчелиные соты, но что эти поры имеют различную величину… Эти поры, или клетки не очень глубоки, а состоят из множества мелких коробочек, образованных из одной длинной поры, разгороженной своего рода диафрагмами. <...> История цитологии и теория клеточного строения организмов содержимое клеток, которому 1830 г. Ян Пуркиня дал название «протоплазма». <...> Это – теория цитогенеза (образования клеток заново из неклеточного вещества), которую принял и Шванн, хотя некоторые ботаники уже до этого наблюдали деление клеток. <...> Хотя теория цитогенеза оказалась неверной, но с ее помощью Шлейден обратил внимание на важность внутреннего содержимого клетки (цитоплазмы и ядра). <...> Теорию цитогенеза отверг немецкий патологоанатом Рудольф Вирхов в 1859 г., который считал, что возникновение новых клеток возможно лишь в результате деления предшествующих, что было подтверждено в последней четверти XIX в. после открытия хромосом, митоза, мейоза. <...> История цитологии и теория клеточного строения организмов Р. <...> Наружная плазматическая мембрана выполняет исключительно многообразные функции, однако все ее компоненты синтезируются в цитоплазме. <...> Немыслимо сейчас представить возникновение новых клеток в результате цитогенеза после обнаружения под электронным микроскопом всей сложности их строения. <...> . Используется и OsO4 , который хорошо окрашивает липиды мембран тоды электронной микроскопии: замораживание-скалывание, замораживание-травление, мегавольтная электронная микроскопия, сканирующая (растровая) электронная микроскопия <...>
Основы_клеточной_биологии.pdf
УДК 576.3
ББК 28.04
П 14
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Южного федерального университета
Рецензенты:
доктор педагогических наук, зав. лабораторией экологических
инноваций НИИ биологии ЮФУ Вардуни Т. В. ;
кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии человека
и животных ЮФУ Хусаинова И. С.
Учебное пособие подготовлено и издано в рамках национального проекта
«Образование» по «Программе развития федерального государственного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
“Южный федеральный университет” на 2007–2010 гг.»
Палеев Н. Г., Бессчетнов и. и.
П 14
Основы клеточной биологии: учеб. пособие / Н. г. Палеев,
И. И. Бессчетнов / под ред. Т. П. Шкурат. – Ростов н/Д: Изд-во
ЮФУ, 2011. – 246 с.
ISBN 978-5-9275-0821-1
В учебном пособии изложены современные представления о строении
прокариотических и эукариотических клеток, химическом составе и молекулярной
организации их органелл, функциональном значении и механизмах
деятельности. В доступной форме представлены сведения о делении,
дифференцировке, метаболизме и физиологии клеток. Материал пособия
позволяет понять связь между структурой органелл и их функцией, между
структурами макромолекул и их значением.
Учебное пособие предназначается для студентов очно-зачного отделения
биолого-почвенного факультета ЮФУ и может быть рекомендовано учителям
и учащимся общеобразовательных школ, лицеев и гимназий с углубленным
изучением биологии.
ISBN 978-5-9275-0821-1
© Палеев Н. Г., Бессчетнов И. И., 2011
© Издательство Южного федерального
университета, 2011
Удк 576.3
ББк 28.04
© Оформление. Макет. Издательство Южного
федерального университета, 2011
Стр.2
оГЛаВЛеНие
ПРедисЛоВие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
I. исТоРиЯ циТоЛоГии и ТеоРиЯ кЛеТочНоГо
сТРоеНиЯ оРГаНиЗМоВ ............................. 4
II. МеТодЫ иЗУчеНиЯ кЛеТок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1. Микроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2. Методы исследования живых клеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3. Методы исследования фиксированных клеток ........... 20
III. оБщаЯ хаРакТеРисТика кЛеТок ................ 23
3.1. Сравнительная характеристика растительных
и животных клеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2. Сравнительная характеристика клеток прокариот
и эукариот ........................................ 25
IV. хиМическаЯ оРГаНиЗациЯ кЛеТки . . . . . . . . . . . . . 29
4.1. Элементарный состав клеток ......................... 29
4.2. Неорганические вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.3. Углеводы и липиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4. Белки ............................................ 35
4.5. Нуклеиновые кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.6. Нуклеотиды, витамины, гормоны, медиаторы ........... 45
V. циТоПЛаЗМа ..................................... 48
5.1. гиалоплазма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.2. Рибосомы ......................................... 49
5.3. Мембраны клетки .................................. 51
5.4. Наружная плазматическая мембрана. . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.5. Оболочка клетки ................................... 65
5.6. Соединения клеток ................................. 70
5.7. Эндоплазматическая сеть ............................ 76
5.8. Аппарат гольджи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.9. Лизосомы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.10. Пероксисомы, сферосомы, вакуоли ................... 90
5.11. Митохондрии и пластиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Митохондрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Пластиды ......................................... 101
5.12. Опорно-двигательная система клетки ................ 107
Филаменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Миофибриллы ..................................... 110
244
Стр.244
Микротрубочки .................................... 114
Центриоли ........................................ 118
Базальные тельца, реснички, жгутики ................. 123
Движение у бактерий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
VI. ЯдРо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.1. Оболочка ядра .................................... 136
6.2. Хроматин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.3. Хромосомы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.4. Ядрышко ........................................ 161
VII. РаЗМНоЖеНие кЛеТок ......................... 167
7.1. Деление клеток ................................... 167
7.2. Клеточный цикл .................................. 170
7.3. Митоз ........................................... 175
7.4. Эндорепродукция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.5. Амитоз .......................................... 187
7.6. Половые клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.7. Мейоз ........................................... 193
VIII. диФФеРеНциРоВка кЛеТок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
8.1. Тотипотентность клеток ............................ 203
8.2. Роль цитоплазмы и ядра в процессах морфогенеза . . . . . . 204
8.3. Дифференциация клеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
IX. МеТаБоЛиЗМ В кЛеТке .......................... 213
9.1. Катаболизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
9.2. Анаболизм ....................................... 218
9.3. Биосинтез белков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
9.4. Регуляция метаболизма в клетке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
X. ФиЗиоЛоГиЯ кЛеТки ............................ 230
10.1. Физико-химические свойства клеток . . . . . . . . . . . . . . . . 230
10.2. Секреция ....................................... 234
10.3. Раздражимость и повреждение клетки ............... 236
10.4. Старение и смерть клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
ЛиТеРаТУРа ....................................... 243
Основная . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Дополнительная . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
245
Стр.245