УО ” Международный государственный экологический университет им.А.Д.Сахарова ”

ред.Э.Г.Улумбекова и Ю.А.Челышева.-М.:ГЭОТАР,1997.-960 с.

4.Быков В.Л. Цитология и общая гистология.-СПб.:SOTIS,199.- с.

5.Практикум по гистологии, цитологии и эмбриологии/Под ред. Н.А.Юриной.-М.: Изд-во. УДН,1989.

6.Заварзин А.А., Харазова А.Д., Молитвин М.Н. Биология клетки.-Изд-во. СПб-университета,1992.

7.Гистология, цитология и эмбриология: Атлас/ Под ред. О.В.Волковой и Ю.К.Елецкого.-М.:Медицина,1996.-544 с.

Т.Г., Ващенков В.В. Гистология в мультимедиа.-СПб.:ВмедА, 1998

2.Кузнецов С.Л., Мушкамбаров Н.Н.,

Горячкина В.Л. Руководство-атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии.-М.: ММА им. И.М.Сеченова.

3.Павлов А.В, Гансбургский А.Н., Щербаков О.О. Знаете ли Вы гистологию? InterNet – программа для самостоятельной работы.-Ярославль, ЯГМА, 2000.

строении, развитии и функциях клеток животных и растительных клеток.
Теоретическим

основанием цитологии является клеточная теория

Изучение общих закономерностей внутриклеточных регуляторных механизмов целостной клетки

и многоклеточных организмов.

клетки стало
возможным только после изобретения
микроскопа.

его так, что им можно было пользоваться. Он увеличивал в

40 раз.
Эванджелиста Торричелли, (1608-1647), В 1646г. им была сделана линза диаметром 83 мм, которая и сейчас относится к классу современной точной оптики. Торричелли занимался конструированием простых микроскопов, состоящих всего из одной крошечной линзы.

бузины, и обнаружил, что она пронизана порами, и они были

названы им cell- “клетка”. Им была открыта человеческая клетка.

что ткани растений имеют определенное строение, характеризующееся наличием в различных

частях растений пузырьков, мешочков, пор или клеток. Т.е. клетка - замкнутая структура, обладающая некоторой самостоятельностью. Клетки разделены между собой общими перегородками и поэтому не могут быть мыслимы вне ткани, вне организма.

Изображения плесневых грибков следует за картиной движения крови в капиллярах

лягушки. Чешуйки бабочек-разноформенные и разноокрашенные – чередуются с сильно увеличенными изображениями блохи, головки вши и кошенили.

раз. С их помощью изучал бактерии. В 1647г. описал простейших,

плесневые грибы. Изучал гистологическую структуру капилляров, строение костной ткани и нервные волокна, эритроциты.Открыл сперматозоиды. Автор книги по микробиологии ”Тайны природы”

микроскопическую технику. Пуркинье впервые употребил термин

“протоплазма” и описал ядро клетки (Материалы к истории птичьего яйца перед его высиживанием). Внес вклад в учение о клеточном строении животных организмов. Установил аналогию между строением растительной и животной клеток. Описал нейроны спинного и головного мозга, открыл волокна миокарда. Открыл протоки потовых желез, реснички.

эмбриология растений. Изучал химическое строение клеток, внутриклеточное движение.
Основоположник теории фитогенеза

(образование клеток). Доказал, что основная роль в делении клеток принадлежит ядру (цитобласту) Но утверждал, что новые возникают внутри старой. Установил наличие ядрышек в ядре.

кровеносных сосудов, клеточное дыхание зародыша курицы, нервные волокна. Открыл пепсин,

исследовал инфузорий, процессы брожения. Вышла в свет книга “Микроскопические исследования о сходстве в строении и росте животных и растений”

теорию целлюлярной (клеточной) патологии. Любой патологический процесс является суммой нарушений,

происходящих в каждой клетке. “Всякая патология есть патология клеток”, а любой организм есть “совокупность живых клеток, организованных подобно государству”.

общества, Открыл яйцеклетку у млекопитающих, описал стадию бластулы; изучил эмбриогенез

цыпленка. Установил сходство эмбрионов высших и низших животных, последовательное появление в эмбриогенезе признаков типа, класса, отряда и т. д.; описал развитие всех основных органов позвоночных. Исследовал Новую Землю, Каспийское море. Редактор серии изданий по географии России.

Он наблюдал слияние спермиев не только с яйцеклеткой, но и

с эндоспермом, назвав это явление “двойным оплодотворением”.
Заложил основы морфологии хромосом и кариосистематики.

названный «чёрной реакцией».
В 1898 году описал пластинчатый комплекс. Открыл глиальные

клетки и мышечные веретена. Доказал, что разные формы малярии вызываются разными возбудителями. Работы по выяснению работы почек.

эволюционной эмбриологии, микробиологии, иммунологии, геронтологии. Основатель теории зародышевых листков. Открыл

явление фагоцитоза.
Шмальгаузен Иван Иванович(1884-1963)
Эволюционная морфология, биокибернетика, экспериментальная эмбриология.

соединительной ткани в воспалительной реакции, роль нервной и эндокринной систем

в ее регуляции.
Заварзин Алексей Алексеевич (1886-1945). Сравнительная и эволюционная гистология нервной ткани, крови, соединительной ткани

мм, что составляет 100 микрометров (сокращ. микрон или мкм).

Размеры

же клеток (а тем более, внутриклеточных структур) существенно меньше. Например, диаметр животной клетки обычно не превышает 20 мкм, растительной – 50 мкм, а длина хлоропласта цветкового растения – не более 10 мкм.

С помощью светового микроскопа можно различать объекты диаметром в десятые доли микрона. Поэтому световая микроскопия является основным, специфическим методом изучения клеток.

Примечание. 1 миллиметр (мм) = 1.000 микрометров (мкм) = 1.000.000 нанометров (нм). 1 нанометр = 10 ангстрем (Å). Одному ангстрему примерно соответствует диаметр атома водорода.

когда разные его частицы по-разному поглощают или отражают свет либо

отличаются одна от другой (или от окружающей среды) показателем преломления. Эти свойства обусловливают разницу амплитуд и фаз световых волн, прошедших через различные участки препарата, от чего, в свою очередь, зависит контрастность изображения. Поэтому методы наблюдения выбираются в зависимости от характера и свойств изучаемых объектов.

Темнопольная
Люминесцентная (флюоресцентная)
поляризационная
2. Электронная микроскопия
Просвечивающий ЭМ
Сканирующий

ЭМ

препаратов с включенными в них абсорбирующими (поглощающими свет) частицами и

деталями. Таковы, например, тонкие окрашенные срезы животных и растительных тканей, В отсутствие препарата пучок света из конденсора, проходя через объектив, даёт вблизи фокальной плоскости окуляра равномерно освещенное поле. Если в препарате имеется абсорбирующий элемент, то он отчасти поглощает и отчасти рассеивает падающий на него свет, что и обусловливает появление изображения.

темнопольном микроскопе лучи от осветителя и зеркала направляются сбоку на

препарат конденсором специальной конструкции По выходе из конденсора основная часть лучей света, не изменившая своего направления при прохождении через прозрачный препарат, образует пучок в виде полого конуса и не попадает в объектив. Изображение в М. создаётся лишь небольшой частью лучей, рассеянных микрочастицами находящегося на предметном стекле препарата внутрь конуса и прошедшими через объектив.
Клетка выглядит как освещенный объект на темном поле.

Живая лептоспира в темном поле.

световой волны меняется согласно коэффициенту рефракции клетки: свет, проходящий через

относительно тонкие или относительно толстые участки клетки, такие, как ядро, задерживается, и его фаза соответственно сдвигается по отношению к фазе света, проходящего через относительно тонкие участки цитоплазмы.
Метод ФК основан на том, что даже при очень малых различиях в показателях преломления разных элементов препарата световая волна, проходящая через них, претерпевает разные изменения по фазе (приобретает т. н. фазовый рельеф). Эти фазовые изменения, не воспринимаемые непосредственно ни глазом, ни фотопластинкой, с помощью специального оптического устройства преобразуются в изменения амплитуды световой волны, т. е. в изменения яркости («амплитудный рельеф»), которые уже различимы глазом. Т.е. в получаемом видимом изображении распределение яркостей (амплитуд) воспроизводит фазовый рельеф.
Метод интерференционного контраста состоит в том, что каждый луч, входящий в М., раздваивается; один из полученных лучей направляется сквозь наблюдаемую частицу, а второй — мимо неё по той же или дополнительной оптической ветви М. В окулярной части М. оба луча вновь соединяются и интерферируют между собой. Результат интерференции определяется разностью хода лучей

Фазово-контрастная  микроскопия
Обычная световая микроскопия
Дифференциальная интерференционная микроскопия

в наблюдении под М. зелено-оранжевого свечения микрообъектов, которое возникает при

их освещении сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами. При этом методе в оптическую схему микроскопа вводятся два Светофильтра. Первый из них пропускает от источника-осветителя излучение только тех длин волн, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо специальных красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная люминесценция). Второй светофильтр, пропускает к глазу наблюдателя только свет люминесценции

Частицы многих веществ, прозрачные в видимом свете, сильно поглощают УФ излучение определённых длин волн и, следовательно, легко различимы в УФ изображениях. Пуриновые основания, пиримидиновые основания, большинство витаминов, аминокислоты, некоторые липиды, тироксин и др.);

флюорохромированный акридиновым оранжевым

многократно увеличенного (до 106 раз) изображения объектов используется пучок электронов,

ускоренных до больших энергий в условиях глубокого вакуума. При этом используются волновые свойства электрона, длина волны которого примерно в
50 000 раз короче световой.
В отличие от оптического, в электронном микроскопе вместо световых лучей используют ускоренные электроны, а вместо стеклянных линз – электромагнитные катушки (электронные линзы) или электростатические линзы. Источником электронов служит электронная пушка.

и
клеточных структурах.

Гистохимия ферментов
Цитохимические методы исследования мазков крови
Иммуногистохимия
FISH — флюоресцентная

гибридизация in situ - цитогенетический метод, который применяют для детекции и определения положения специфической последовательности ДНК на хромосомах. Используют флюоресцентные метки, которые связываются только с определенными участками хромосом.

посуде, поверхность которых покрыта внеклеточным матриксом. Культивируемые клетки формируют монослой

или клеточные колонии – клоны.
Тканевая, органные культуры. Культивируют фрагменты тканей или органов. Используют для исследования механизмов эмбриональной дифференцировки

в клетке.
Определяют количество нуклеиновых кислот, белка, ферментов

вещества включаются в обменные процессы в клетках. Локализацию, дальнейшие перемещения

этих веществ в органах определяются на гистопрепаратах по излучению, которое улавливается фотоэмульсией, нанесенной на препарат.
Синтез макромолекул
Синтез субклеточных структур

картирования и индивидуальной идентификации организмов или клеток. Также в качестве

генетических маркеров могут служить целые (маркерные) хромосомы.
Хромосомные маркеры
Клонированные гены
Дефекты гена

изучить молекулярную структуру биологических микрообьектов. = Морфометрия - измерение размеров

биол. структур на клеточном и субклеточном уровне. = Микроургия - проведение очень тонких операций микроманипулятором под микроскопом (пересадка ядер, введение в клетки различных веществ, измерение биопотенциалов и т.д.) = Ультрацентрофугирование - фракционирование клеток или субклеточных структур путем центрофугирования в растворах различной плотности. = Метод трансплантации тканей и органов.

жизни.
Клетка – единая система, состоящая из множества закономерно связанных

друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц – органелл или органоидов.
Клетки сходны – гомологичны – по строению и по основным свойствам.
Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала (ДНК): клетка от клетки.

клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных

друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т.е. обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию – к дифференцировке.

(белков, нуклеиновых кислот) и их макромолекулярных комплексов,

участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

бактерий и синезеленых водорослей, и клетки всех остальных живых существ,

начиная от низших растений и кончая человеком.
клетки бактерий и синезеленых водорослей - прокариотические (доядерные клетки), остальные – эукариотические (собственно ядерные),
потому что у последних обязательной структурой служит клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной оболочкой.

и усвоение
5. Секреция
6. Экскреция
7. Дыхание.
8. Рост и

размножение.
9. Регенерация
10. Адаптация

кокк;
2 — диплококк; 3 — сарцина; 4 — стрептококк;

5 — колония сферической формы:
6 -палочковидные бактерии (одиночная клетка и цепочка клеток);
7 — спириллы;
8 — вибрион;
9 — бактерии, имеющие форму замкнутого или незамкнутого кольца;
10 — бактерии, образующие выросты (простеки);
11 — бактерия червеобразной формы;
12 — бактериальная клетка в форме шестиугольной звезды;
13 — представитель актиномицетов;
14 — плодовое тело миксобактерии;
15 — нитчатая бактерия рода Caryophanon с латерально расположенными жгутиками:
16 — нитчатая цианобактерия. образующая споры (акинеты) и гетероцисты;
8, 15, 17, 18 — бактерии с разными типами жгутикования;
19 — бактерии, образующая капсулу;
20 — нитчатые бактерии группы Sphaeroillus, заключенные в чехол, инкрустированный гидратом окиси железа;
21 — бактерия, образующая шипы;
22 — Galionella

эукариот). Размер 0,1 мкм.
Самые большие представители прокариот видны

невооруженным глазом (граница видимости – 70-80 мкм). Спирохета имеет длину 250 мкм.
Типичный представитель прокариот имеет размер 0,5 мкм в ширину и 2 мкм в ширину.

касающихся как ее ультраструктурной, так и химической организации.
Структуры, расположенные

снаружи от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки), называют обычно поверхностными структурами или надмембранными.
Термином "клеточная оболочка" часто обозначают все слои, располагающиеся с внешней стороны от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол).
ЦПМ вместе с цитоплазмой называется протопластом.

5-до 50% сухого вещества.
Основное вещество клеточной стенки – муреин

(класс пептидогликанов, гетерополимер, цепочка, состоящая из остатков N-ацетилглюкозаминов и N-ацетил мурамовой кислоты), которые соединяются пептидными связями, образуя муреиновый мешок. Является каркасом клетки.

Надмембранные структуры

микроорганизмы. В основе различий лежит различие в окрашивании по методу

Грамма.
Грамм ”+” -фиолетовые,
Грамм ”-” розовые

эубактерий:
1 — цитоплазматическая мембрана;
2 — пептидогликаны;
3 — периплазматическое

пространство;
4 — наружная мембрана:
5 — цитоплазма, в центре которой расположена ДНК

Муреин составляет 50-90% от сухой массы,
3) Муреин связан с тейхоевыми

кислотами. Принимают участие в катионном обмене, Мg, антигены
4) Мембрана - Полисахариды, белки, липиды
5) Стенка плотно прилегает к цитоплазме , нет периплазматического пространства
6) Нет наружной мембраны
7) Внутри клеточной стенки, а также непосредственно на ее поверхности помещаются ферменты, расщепляющие субстраты до низкомолекулярных компонентов, которые затем транспортируются в клетку. Также есть ферменты которые синтезируют компоненты капсулы

муреином 1-10% от сухой массы
3) Отсутствуют тейхоевые кислоты.
4) Наружный слой

представлен наружной мембраной, которая состоит из фосфолипидов, липополисахаридов липопротеинов и белков. Липиды – 22% сухой массы. Она ковалентно связана с муреином
5) Имеется периплазматическое пространство. Содержатся ферменты, связующие белки (пермеазы)
6) Перенос субстратов через цитоплазматическую мембрану

внешней формы.
3. Роль молекулярного сита, осуществляет пассивный транспорт ионов, субстратов

и метаболитов.
4. Препятствует проникновению в клетку токсических веществ.
5. В стенке находятся рецепторы ответственные за взаимодействие клеток доноров к клеткам реципиентам при конъюгации
6. Компонент локомоторного механизма
7. Отдельные участки клеточной стенки тесно ассоциированы с цитоплазматической мембраной в зоне прикрепления нуклеоида и играют важную роль в его репликации.

сохраняющее связь с клеточной стенкой и имеющее аморфное строение. Микрокапсула

меньше 0,2 мкм Макрокапсула больше 0,2 мкм.

Слизистый слой - если вещество имеет аморфный, бесструктурный вид и легко отделяется от поверхности прокариотной клетки

Чехлы - имеют тонкую структуру. В них обнаруживают несколько слоев с разным строением. Чехлы ряда бактерий, метаболизм которых связан с окислением восстановленных соединений металлов, часто инкрустированы их окислами.

служат препятствием для проникновения фагов.
Иногда слизистые образования могут служить

источником запасных питательных веществ.
С помощью слизи осуществляется связь между соседними клетками в колонии, а также прикрепление клеток к различным поверхностям.
Способность определенных бактерий синтезировать эти своеобразные внеклеточные полимеры находит практическое применение: их используют в качестве заменителя плазмы крови, а также для получения синтетических пленок.

— крюк;
3 — базальное тело;
4 — стержень; 5

— L-кольцо;
6 — P-кольцо;
7 — S-кольцо;
8 — M-кольцо;9 — ЦПМ;
10 — периплазматическое пространство;
11 — пептидогликановый слой;
12 — наружная мембрана (по De Pamphilis, Adier, 1971)

до 15 мкм. У некоторых бактерий длина жгутика может на

порядок превышать диаметр клетки. Жгутик представляет собой относительную жесткую спираль, обычно закрученную против часовой стрелки. Вращение жгутика также осуществляется против часовой стрелки с частотой от 40 до 60 об/с. Поскольку клетка намного массивнее жгутика, она вращается со значительно меньшей скоростью — порядка 12—14 об/мин. Вращательное движение жгутика преобразуется также в поступательное движение клетки, скорость которого в жидкой среде для разных видов бактерий составляет от 16 до 100 мкм/с.

насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти

структуры не имеют отношения к движению бактерий и обнаружены у подвижных и неподвижных форм. Ворсинки построены из одного вида белка — пилина — и представляют собой прямые белковые цилиндры, отходящие от поверхности клетки. Они тоньше жгутиков (диаметр — 5—10 нм, длина 0,2–2,0 мкм). ворсинки общего типа и половые.

к клеткам растений, грибов и неорганическим частицам, принимают участие в

транспорте метаболитов. Через ворсинки в клетку могут проникать вирусы.
Половые, или F-пили, принимают участие в половом процессе бактерий. F-пили необходимы клетке-донору для обеспечения контакта между ней и реципиентом и в качестве конъюгационного тоннеля, по которому происходит передача ДНК.

обязательным структурным элементом любой клетки, нарушение целостности которого приводит к

потере клеткой жизнеспособности. На долю ЦПМ приходится 8—15% сухого вещества клеток.

50–75%, липиды — от 15 до 45%. Кроме того, в

составе мембран обнаружено небольшое количество углеводов. Как правило, липиды и белки составляют 95% и больше вещества мембран. Главным липидным компонентом бактериальных мембран являются фосфолипиды

перенос различных органических и неорганических молекул и ионов.
В ней

локализованы ферменты, катализирующие конечные этапы синтеза мембранных липидов, компонентов клеточной стенки и некоторых других веществ.
Превращение клеточной энергии. ЦПМ принимает участие в репликации и последующем разделении хромосомы прокариотной клетки.

усиления определенных клеточных функций, увеличивая общую "рабочую" поверхность мембран.
Усиление

энергетического метаболизма клеток.
Мезосомы играют роль в репликации хромосомы и ее последующем расхождении по дочерним клеткам
Участвуют в процессе инициации и формирования поперечной перегородки при клеточном делении.
Для некоторых грамположительных бактерий обнаружено участие мезосом в секреторных процессах
Компартментализация прокариотной клетки

консистенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных белков, продуктов и

субстратов метаболических реакций, получила название цитозоля. Другая часть цитоплазмы представлена разнообразными структурными элементами: внутрицитоплазматическими мембранами (если они есть), генетическим аппаратом, рибосомами и включениями разной химической природы и функционального назначения.

от интенсивности процессов белкового синтеза и колеблется от 5000 до

90 000. Общая масса рибосом может составлять примерно 1/4 клеточной массы. Рибосомы прокариот имеют константу седиментации 70S, Они построены из двух неодинаковых субчастиц: 305- и 50S-субъединиц.

определенную область в цитоплазме и не отделенное от нее мембраной.

Довольно четко отграничен от цитоплазмы, занимает в ней, как правило, центральную область и заполнен нитями ДНК диаметром около 2 нм. Имеет форму ковалентно замкнутого кольца.
В прокариотной клетке ДНК может находиться и вне бактериальной хромосомы — в плазмидах, но последние не являются обязательными клеточными компонентами.

локализованы пигменты, поглощающие кванты света и передающие их в реакционные

центры, т. е. выполняющие роль антенны
магнитосомы и газовые вакуоли, или аэросомы имеющих приспособительное значение, обнаруженны у водных прокариот.

в клетках откладываются гликоген, крахмал. В неблагоприятных условиях они используются

в качестве источника углерода и энергии
Отложение липидов в клетке происходит в условиях, когда среда богата источником углерода и бедна азотом. Липиды служат для клетки хорошим источником углерода и энергии.
полифосфаты, содержащиеся в гранулах, называемых волютиновыми, или метахроматиновыми, зернами. Используются клетками как источник фосфора.
Для прокариот, метаболизм которых связан с соединениями серы, характерно отложение в клетках молекулярной серы. Служит источником энергии, а для анаэробных фотосинтезирующих серобактерий она является донором электронов.