какие клетки имеют неправильную форму
Практикум по теме «Ткани животных».
Часть А. Внимательно портите вопросы и выберите один верный ответ.
1. Какая ткань характеризуется тем, что ее клетки имеют неправильную звездчатую форму?
1. Нервная 2. Эпителиальная
3. Мышечная гладкая 4. Соединительная
2. Какая из тканей обеспечивает движение жевательных мышц жвачных животных при пережевывании пищи во рту?
1. Мышечная поперечно-полосатая 2. Соединительная
3. Мышечная гладкая 4. Эпителиальная
3. Выберите черты строения соединительной ткани:
1. Хорошо развитое межклеточное вещество.
2. Клетки расположены тесно и плотно друг к другу.
3. Клетки имеют несколько ядер и множество митохондрий.
4. Ткань образована вытянутыми клетками с палочковидными ядрами.
4. Какая из функций только характерна для нервной ткани:
1. Сократимость и возбудимость 2. Перенос веществ
3. Возбудимость и проводимость 4. Защита
5. Какая ткань образует кости животных?
1. Мышечная гладкая 2. Соединительная
3. Эпителиальная 4. Нервная
6. Единицей, какой ткани является нейрон?
1. Соединительной 2. Нервной
3. Эпителиальной 4. Мышечной
7. Жировая ткань характеризуется рыхлым расположением клеток и содержанием запасных питательных веществ в виде жира. К какой ткани она относится?
1. Эпителиальной 2. Нервной
2. Соединительной 4. Мышечной
8. На основе, каких признаков можно клетки объединить в одну ткань?
1. На основе сходства строения 2. По общей функции
3. По общему биохимическому составу 4. По всем перечисленным признакам
Особенности формы и размеров клетки: общая информация о клеточной форме, разнообразие форм, специфика размеров
Особенности формы и размеров клетки
Общая информация о клеточной форме и строении
В человеческом организме находятся клетки, различающиеся по своей специализации. Всего таких специализаций клеток насчитывается примерно 200. Но вне зависимости от типа, все клетки выполняют одну и ту же функцию: поддержание собственной работоспособности для обеспечения жизнедеятельности организма.
Клетки по своей форме разнообразны. Они могут быть настолько мелкими, что для того, чтобы их увидеть, понадобиться микроскоп.
В 17 веке человек впервые смог рассмотреть клетку в обычный световой микроскоп. И сделал это английский натуралист Р. Гук. Современные электронные микроскопы позволяют увидеть не только размеры и формы клеток, но и внутреннюю их структуру.
Разнообразие форм клеток
Какой формы бывают клетки и от чего это зависит?
Форма, а также размер и продолжительность каждой клетки определяются ее функциональными свойствами.
Для нервных клеток характерны аксоны — они передают нервные сигналы. Благодаря гибкой мембране происходит уплощение лейкоцитов, когда они проходят через тонкие поры в капиллярах. Сперматозоиды с хвостом могут беспрепятственно передвигаться по гениталиям. В зависимости от силы сокращений, мышечные клетки способны изменять длину.
Функции клеток определяют их форму и размеры. Вот только некоторые формы клеток:
К примеру, эритроциты (кровяные клетки) имеют форму вогнутого с обеих сторон диска. У нейронов (нервных клеток) есть один длинный отросток и несколько коротких. Жировые клетки имеют округлую форму, а мышечные — форму волокон.
Клетки бывают паренхимными и прозенхимными — исходя из формы.
Паренхимные клетки отличаются одинаковыми размерами во всех направлениях в пространстве. Примечательно, что их длина не превышает толщину больше, чем в три раза. Размеры паренхимных клеток варьируются в пределах 10-500 мкм и больше.
Прозенхимные клетки являются удлиненными. Их длина всегда больше толщины: в три раза. В большинстве случаев у этих клеток наблюдаются заостренные концы и толстые, чаще всего одревеснелые оболочки. Такие клетки обычно служат основой для проводящих и механических тканей растений. Длина таких клеток — от 1 до 100 мкм.
Выделяют 2 типа клеток:
Клетки эукариот имеют подтипы: клетки простейших и многоклеточных.
Важно, что клетки тканей растений и животных имеют отличия: в форме, размерах, функциях и особенностях организации.
Форма клетки определяет функции, которые она выполняет:
Все растительные и животные организмы имеют клеточное происхождение и строение.
Клетка — элементарная биологическая система. По этой причине она выступает главной структурно-функциональной единицей живых организмов. Исключение — вирусы как неклеточные формы жизни.
Основные признаки жизни находят проявление на клеточном уровне. Это и обмен веществ и энергии, и способность размножаться, и сохранение и передача наследственной информации потомкам, и др.
Некоторые клетки существуют в виде самостоятельных элементарных биологических систем. Речь идет об одноклеточных организмах — простейших, к которым относятся жгутиковые, инфузории, споровики. Простейшие в основном обитают в водоемах и участвуют в процессе их самоочищения. Кроме того, они являются кормовой базой рыб.
Остальные клетки составляют многоклеточные организмы. В этих организмах они обеспечивают взаимодействие между клетками, тканями и органами при участии регуляторных механизмов (например, нейрогуморальной регуляции).
Клеточные формы жизни делятся с учетом составляющих их клеток на два подцарства:
Организация клеток живых организмов основывается на единых структурных принципах, несмотря на многообразие форм. Микроскопические исследования показывают, что основные структурные элементы клетки — ядро, цитоплазма и клеточная оболочка.
Специфика размеров клеток
Клетка — это универсальная структурная и функциональная единица живых организмов.
Клетке свойственны все признаки живого, она способна к саморегуляции, самовоспроизведению и развитию.
Термин «клетка» появился в 1665 году благодаря английскому ученому Р. Гуку.
В организме некоторых водорослей насчитывается всего одна клетка, в то время как гигантские секвойи состоят из миллиарда клеток.
По возрасту растения можно определить, живые у него клетки или мертвые. Размер клеток растения очень маленький. Но, к примеру, клетки запасной паренхимы отдельных растений видны без каких-либо дополнительных устройств.
Клетки — строительный материал органов живых организмов. Получается, что у них клеточное строение, поэтому каждая клетка — очень маленькая, но часть организма.
Клетки находятся рядом одна с другой: их соединяет особенное межклеточное вещество, содержащееся между оболочек соседних клеток. Клетки разъединяются, когда разрушается междуклеточное вещество.
Довольно частое явление — закругление живых клеток всех органов во время роста. В ходе такого закругления в некоторых местах их оболочки отходят друг от друга. Соответственно, в этих местах происходит разрушение межклеточного вещества. В результате образуются междуклеточники, в которых находится воздух. Соединение сети междуклеточников с окружающим растение воздухом осуществляется с помощью особенных междуклеточников, расположенных на поверхности органов.
Организм здорового человека содержит примерно 200 видов клеток: они различаются по размерам, форме, функциям и особенностям организации.
Размер и масса клеток, как можно догадаться, тоже различается.
Размеры клеток находятся в промежутке между 0,1 — 0,25 мкм (такой размер встречается у отдельных бактерий) и 155 мм (это размер страусиного яйца в скорлупе). Что касается диаметра эукариотических клеток, то он составляет 10-100 мкм.
Клетки человеческого организма имеют размеры от 3-4 мкм (отдельные клетки лейкоцитов) до 150 см (это нервная клетка вместе с отростками).
Наиболее частый размер клеток — от 10 до 100 мкм. Реже встречаются клетки размером 1-10 мкм — такие наблюдаются у арбузной мякоти, цитрусовых, железистых клеток отдельных моллюсков. Совсем редкий размер клеток — 10-20 см: такие размеры свойственны гигантским яйцеклеткам птиц (пингвинам, страусам, гусям и др).
Тот случай, когда встречают и провожают по одежке
Разнообразие форм клеток прокариот не является (по крайней мере не всегда) случайным феноменом эволюции этих организмов. Исследования показали, что форма бактерий может быть обусловлена физическими законами среды обитания: в вязкой среде эффективнее перемещаются микрообитатели спиральные формы, а следовать направлению лучше могут изогнутые вибрионы и т.д. Согласно расчетам наиболее удобна для микроскопических одноклеточных прокариот форма палочек, которые благодаря своей форме могут противостоять броуновскому движению в жидкостях, имеют эффективное соотношение поверхности к объему клетки и могут закрепляться на субстрате…Авторы статьи проанализировали исследования эволюции и связи с экологией формы клеток бактерий.
Форма и размер бактериальных клеток, как и свойства их клеточной стенки (что отразилось на широко известном делении бактерий на грамположительных и грамотрицательных) – одни из самых первых признаков, использованных для классификации этих организмов. Разнообразие форм клеток и в то же время постоянство формы клеток на видовом уровне (за некоторым обсуждаемом ниже исключением) позволили довольно подробно и точно определять таксономическую принадлежность бактерий. Однако причины возникновения разнообразия формы и ее стабильность внутри разного уровня таксонов прокариот долго оставались загадкой. Новые методы исследований – электронная микроскопия, методы молекулярной биологии и биохимии, а также исследования физических закономерностей и математическое моделирование помогли установить ряд факторов, определяющих внешнее строение бактерий. В обсуждаемой статье авторы представили анализ исследований связи формы клеток бактерий с их экологией и эволюцией.
Несмотря на то, что основными являются три типа клеток бактерий (заглавная иллюстрация) – сферическая, палочковидная и спиральная – специалисты выделяют довольно большое разнообразие других форм (рис. 1). Известно, что бактерии по строению клеточной стенки можно разделить на два типа (рис. 1, 2). Строение оболочки (клеточной стенки бактерий) в значительной степени связано с ее формой. Среди определяющих форму бактерий факторов на данным момент выделяют несколько основных:
— наличие/отсутствие внешней мембраны (у грамотрицательных бактерий);
— относительная толщина пептидогликанового слоя;
— особенности строения продольных пептидных сшивок между гликановыми нитями, ориентированными перпендикулярно длинной оси клетки: у грамотрицательных образуются напрямую, а у грамположительных через дополнительный мостик.
Ряд авторов отмечают, что морфологическое разнообразие грамотрицательных бактерий выше, чем таковое грамположительных (см. рис. 1). Среди грамположительных бактерий преобладают палочки, часто встречаются кокки и нитевидные формы, а вот изогнутые и спиральные формы очень редки. Палочки также преобладают и среди грамотрицательных бактерий, но второе и третье места по распространенности делят изогнутые и спиральные формы. А вот кокки и одноклеточные нитчатые формы среди грамотрицательных бактерий редки, хотя некоторые палочки и спиральные бактерии в определенных условиях могут приобретать округлую форму, например, в стационарной фазе культивирования и при неблагоприятных условиях.
На настоящий момент превалирует представление, что белки цитоскелета, такие как MreB (Murein cluster B) и FtsZ (Filamenting temperature-sensitive mutant Z) гомологи актина и тубулина эукариот, не являются собственно архитектурными элементами формы клеток, а представляют собой нечто похожее на разметку для активации процессов синтеза/разборки клеточной стенки, являясь сайтами прикрепления соответствующих ферментов и регуляторных белков. Экспериментально было показано, что присутствие белка MreB отвечает за палочкообразную форму клетки, а белок FtsZ отвечает за формирование перегородки и других структур во время деления клетки (так называемое Z-кольцо). Представляется, что белок MreB это основной фактор формирования палочковидной формы: он организует в определенных местах клеточной стенки (там, где будут «стенки палочки») синтез пептидогликана (клеточной стенки) после разделения клетки на дочерние и, таким образом, обеспечивает удлинение клеток. У кокков (сферическая форма) этого белка нет, а наращивание клеточной стенки происходит в кольцевой зоне при делении клетки за счет белка FtsZ и других белков, участвующих в делении клетки. Для объяснения формы клеток прокариот еще одним важным белком считается кресцетин CreS. Его наличие в определенной области затормаживает образование клеточной стенки, что приводит к искривлению клетки в результате неравномерного роста. Так могут получаться изогнутые формы. Есть и другие белки-кандидаты (например, бактофилины), претендующие на роль в процессе формообразования у прокариот, однако их функции пока изучены недостаточно.
Кокки. Можно выделить два типа прокариот, имеющих сферическую форму. Одни кокки («собственно» кокки) в течение всего жизненного цикла остаются сферическими. Другие («производные» кокки) – палочки, вибрионы, и др.- приобретают сферическую форму только в неблагоприятных условиях. Как уже говорилось, у подавляющего большинства «собственно» кокков не обнаружен белок MreB (ответственный за палочковидную форму) и сферическая форма приобретается в ходе процессов роста дочерних клеток в зоне деления материнской клетки. «Производные» кокки получают свою сферическую форму другим путем: за счет, так называемого, «редуктивного» деления, когда многократные деления клеток не перемежаются синтезом клеточной стенки в районе стенок (т.е. удлинением). Очевидно, напрашивается вывод, что кокки произошли от палочковидных бактерий в результате потери основного белка MreB, обеспечивающего удлинение стенок.
Чем же выгодно быть сферическим? У сферической формы наименьшее соотношение площади поверхности к объему, это объясняет их малые размеры, потому кокки являются доминирующей группой в микропорах различных типов почв. Это же свойство выгодно при переживании неблагоприятных условий в случае с «производными» кокками. Поскольку шарообразная форма наименее удобна для управляемого движения, кокки, как правило, лишены «органов движения», например, жгутиков. Показано, что сферическая форма позволяет бактериям быстрее распространяться пассивно с током воды, чем бактериям других форм. Эта закономерность объясняет «любовь» кокков образовывать скопления (диплококки – две клетки, стрептококки – нити клеток, стафилококки – гроздья клеток), которые затормаживают пассивное передвижение, а при необходимости агрегация распадается под действием специальных ферментов, разделяющих склеенные между собой клетки (рис. 3).
Палочки. По-видимому, самая удобная (универсальная) для бактерий форма клеток. Большинство исследователей считает палочки исходной в эволюционном плане формой. Подсчитано, что клетки с соотношением длины к диаметру (l/d) около 3.7 испытывают наименьшее сопротивление среды при активном передвижении в жидких средах, более того выгоднее быть длиннее, чем короче, данного соотношения: чтобы испытывать такое же сопротивление среды, как кокки, палочки должны стать в 130 раз длиннее своего диаметра. При соотношении l/d от 3 до 6 наблюдается наибольшая эффективность поглощения питательных веществ из окружающей среды и их внутриклеточного транспорта. Именно таким формам удобно закрепляться на субстрате. Замечено, что очень успешно палочки «собираются» в (печально известные) биопленки.
Многочисленные нитевидные формы это производные палочек, длина стенок которых во много раз превышает диаметр клетки. Нитевидная форма одна из стратегий избегания хищничества со стороны простейших. Длинные, разветвленные формы получают возможность функционально дифференцировать клетку, что способствует более эффективному питанию в случае дефицита определенных элементов питания.
Извитые (спиральные) формы. Бактерии могут становится извитыми разными способами в разных эволюционных линиях прокариот. Например, Helicobacter pylori, вызывающий язву желудка, особыми ферментами (группы Csd) контролируемо разрезает сшивки между нитями в пептидогликановом слое, благодаря чему правильно организованный цилиндр клеточной стенки скручивается в спираль (рис. 4). Интересно, что грамположительные бактерии не имеют ферментов этой группы, к тому же их сшивки между нитями содержат дополнительные (пентаглициновые) мостики, а не сшиты напрямую, как у грамотрицательных бактерий. Эти обстоятельства в некоторой степени объясняют редкость спиральных форм среди грамположительных бактерий.
По-видимому, другой способ скручиваться изобрели Spirochaetae. Сначала было подозрение, что имеющиеся у спирохет жгутики, расположенные в внутреннем пространстве между мембранами (см. рис. 2, межмембранное пространство), ответственны за скручивание клеток. Действительно, было показано, что извитые формы спирохет в виде плоской волны «используют гены» внутренних жгутиков для образования стяжек в нужных местах для придания волнообразной формы клетке. Однако полученные правильно скрученные спиральные мутантные формы без внутренних жгутиков показали, что спиральные спирохеты используют еще какой-то механизм для скручивания. Представляется, что спиральные формы более эффективны при движении в вязкой среде, чем другие формы бактерий.
Изогнутые формы– вибрионы – можно рассматривать как короткие спиральные формы. Но у вибрионов есть покрайней мере еще один способ изогнуться: при помощи «тормозящего» белка кресцетина CreS (см. выше). Ряд исследований показал, что изогнутая форма вибриона способствует активному движению в жидкости и активному поиску лучшего места (хемотаксису).
Помимо общей формы клетки бактерии также могут иметь дополнительные внешние морфологические элементы – жгутики, мембраны, выросты, ножки – отражающие способности прокариот специфически приспосабливаться к определенным условиям жизни, моделируя для себя субнишевые (в экологическом смысле) пространства (рис. 5). Понятно, что целый ряд факторов, таких как свойства среды, способ питания, хищничество со стороны простейших, взаимодействие с субстратом и др. определяют эволюцию формы клеток бактерий. Интересно, что один и тот же тип клеток, как и дополнительных внешних морфологических приспособлений, может обеспечиваться разными структурными элементами оболочки и молекулярными механизмами в ходе эволюции разных таксонов.
Клеточное строение листовой пластины
Вопрос 1. Какие клетки образуют листовую пластинку?
Сверху и снизу лист покрыт одним из видов покровной ткани — кожицей. Как правило, клетки кожицы плотно прилегают друг к другу, прозрачны, в них нет хлоропластов. Кроме того, в кожице имеются расположенные парами замыкающие клетки устьиц (с хлоропластами). Между верхней и нижней кожицей заключена мякоть листа, образованная основной тканью, клетки которой имеют многочисленные хлоропласты. В толще листа расположены жилки из проводящей и механической тканей. Они содержат соответственно сосуды, ситовидные трубки и волокна.
Вопрос 2. Какое значение имеет кожица листа? Клетками какой ткани она образована?
С верхней и нижней сторон лист покрыт однослойной кожицей. Кожица — это покровная живая ткань. Ее клетки плотно сомкнуты между собой, в них отсутствуют хлоропласты. Они прозрачны и хорошо пропускают солнечные лучи внутрь листа. Кожица защищает лист от избыточной потери влаги и служит для механической опоры. На поверхности клеток кожицы могут располагаться волоски и шипики различной формы. Часто кожица выделяет кутикулу, или восковидный налет, которая предохраняет растение от испарения. Для обеспечения водо- и газообмена между клетками кожицы находятся устьица.
Вопрос 3. Что такое устьица и где они расположены?
Газообмен и испарение воды осуществляются через специальные образования — устьица. Устьице состоит из двух клеток эпидермиса, которые называются замыкающими. Между замыкающими клетками имеется щель, которая открывается или закрывается в зависимости от величины тургорного давления в них. Щель ведет в воздушную полость, края которой составляют паренхимные клетки. На 1 мм поверхности листа располагается от 40 до 300 устьиц. При этом у наземных растений устьица находятся на нижней стороне листа, у водных — на верхней. Через устьица в межклетники фотосинтезирующей паренхимы поступает СО и выходят О2 и Н2О.
Устьица обычно располагаются с нижней стороны листовой пластинки, а у водных растений (кувшинка, кубышка) — только на верхней. У ряда растений (злаки, капуста) устьица есть на обеих сторонах листа.
Вопрос 4. Какое строение имеют клетки мякоти листа? К какому типу тканей они относятся?
Мякоть листа состоит из клеток основной ткани. Два-три слоя мякоти, расположенные непосредственно под верхней кожицей, образованы плотно прилегающими друг к другу клетками удлиненной формы. По внешнему виду они напоминают столбики одинаковой величины, поэтому верхнюю часть основной ткани листа называют столбчатой. В цитоплазме мяггих клеток особенно много хлоропластов. Под столбчатой тканью лежат более округлые или неправильной формы клетки. Они лежат рыхло (не прилегают друг к другу), между ними — крупные межклетники. Эти клетки образуют губчатую ткань.
Вопрос 5. В каких клетках листа особенно много хлоропластов?
Клетки, примыкающие к верхнему эпидермису, образуют столбчатую ткань. Они располагаются перпендикулярно поверхности листа и плотно примыкают друг к другу. У большинства растений столбчатая ткань однослойная, иногда двухслойная. Ее клетки содержат множество хлоропластов, осуществляющих фотосинтез.
Вопрос 6. Какую функцию выполняют проводящие пучки листа? Клетками каких тканей они образованы?
Проводящий пучок листа, или жилка, состоит из сосудов древесины, ситовидных трубок луба и механической ткани. Между лубом и древесиной в пучках нет камбия. Древесина в пучке обращена к верхней стороне листа, а луб — к нижней. По сосудам проводящих пучков передвигаются вода и растворенные в ней минеральные вещества. По ситовидным трубкам из листьев — растворы органических веществ.
Что такое удлиненные или веретенообразные клетки?
удлиненные клетки или веретенообразныйКлеточные структуры удлиненного размера с различными функциями, среди основных конституция мышечной ткани.
Клетки являются функциональной единицей жизни. Это самые маленькие анатомические частицы, способные действовать автономно.
Они образуют основной элемент для наиболее сложных структур человеческого, животного и растительного организма..
Все сложные клетки состоят из двух частей: ядра и цитоплазмы. Они называются эукариотическими клетками. Прокариоты, с другой стороны, не имеют ядра.
Это появление встречается в основном в фиброцитах гладких мышц и фиброцитах соединительной ткани.
Если продольный разрез сделан, мы могли бы видеть, как клетка имеет расширенный профиль на кончиках, в то время как ее ядро, расположенное в середине клетки, является более овальным и толстым.
Но в поперечном разрезе перспектива была бы другой. Структура будет выглядеть как круглая форма, как в ядре, так и в его упаковке. С этой точки зрения ядро продолжает занимать центральную часть организации.
Функция удлиненных клеток
Клетки могут объединяться для формирования более сложных структур.
Некоторые из этих комбинаций являются органами, такими как сердце; ткани, такие как нервная ткань; или устройства, такие как репродуктивная система.
Удлиненные клетки специально разработаны для естественного формирования волокон. Это потому, что его гладкая форма обеспечивает большую поддержку. Примером являются кровеносные сосуды или кожа.
Удлиненные клетки кожи обнаруживают функцию сокращения слоев дермы при двигательных движениях..
В мышцах эти клетки особенно важны, потому что мышечные волокна нуждаются в своей форме для формирования гладких тканей.
Там вытянутые клетки сплетены в своего рода крестоносец, чтобы уплотнить и объединить их структуру. Его расположение локализует часть ядра с большим объемом между двумя тонкими концами соседних клеток..
Таким образом, клетки перемежаются друг с другом и полностью связаны между собой. Широкий центр рядом с двумя тонкими концами и двумя тонкими кончиками между другими круглыми ядрами.
Это обеспечивает полный контакт между всеми клетками, расположенными в волокнах. Эти союзы состоят в так называемых «связях» и «фокусных контактах».
Мышцы могут сокращаться, растягиваться или деформироваться благодаря вышеописанному соединению.
У людей миллионы вытянутых клеток в организме, этого достаточно, чтобы сплести 650 мышц, составляющих человеческую систему..
Другие формы клеток
Помимо удлиненных, клетки могут иметь и другие физические формы:
Сферические являются наиболее распространенными, которые находятся в жидких средах, таких как кровь. У них есть ядро и другие рассеянные структуры.
Уплощенные больше похожи на мозаику. Они найдены в покрытиях кожи.
Звездочки представляют собой очень неправильные клетки и без определенной формы могут иметь разветвления. Самыми известными являются нейроны, которые составляют нервную систему и чья форма звезды легко различима.
И, наконец, белковые клетки. Они не имеют единой определенной формы и могут меняться в зависимости от среды, в которой они находятся. Эта способность меняться позволяет им легко двигаться.