Современная классификация живых организмов

Procariota( доядерная) Eucariota (ядерная)

Царство (Regia)

Моnеrа (Bacteria) Plantae (растения )

Animalia (животные)

Fungi (грибы)

Иерархия (соподчиненность )

В пределах каждого царства

Divisio (отдел) - Div. Typus (Тип)

Classis (Класс) - Cl. -------------------

Ordo (порядок) - Ordo Отряд

Familia ( Семейство) – Fam.

Genus( Род) - Gen.

Species (Вид) – Sp.

Sub используется для промежуточных таксонов

(Латинские названия, с большой буквы)

Бинарная номенклатура применяется для названия видов (родовое название и видовой эпитет) ---ввел шведский ученый К. Линней

Клеточная теория. Клеточная теория – основополагающая для всей биологической науки теория. Сформулирована в середине 19 века. Она является базой для понимания закономерностей живого мира. Авторы теории – ученые Маттиас Шлейден и Теодор Шванн (1938). Они установили представление о том, что вне клетки жизни нет. Дополнил учение Рудольф Вирхов (всякая клетка из клетки).

Основные положения:

1. Клетка - основная структурная единица жизнедеятельности, роста и развития живых организмов, вне клетки жизни нет;

2. Клетка – единая система, состоящая из множества взаимосвязанных элементов и формирующих целостное образование;

3. Клетки всех организмов сходны строению, химическому составу и функциям;

4. Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток;

5. Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, из тканей формируются органы. Жизнь организма представляет собой взаимодействие составляющих его клеток.

6. Клетки многоклеточных организмов содержат полный набор генов, но отличаются друг от друга тем, что у них работают различные группы генов, что приводит к морфологической и функциональной дифференциации клеток.

Дополнительные современные положения клеточной теории:

1. Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности и не полностью гомологичны друг другу.

2. В основе деления клетки и размножения лежит копирование наследственной информации – молекул нуклеиновых кислот (по принципу каждая молекула из молекулы). Положение о генетической непрерывности относится не только к клетке, но и к ее некоторых компонентам- митохондриям, хлоропластам, генам и хромосомам.

3. Многоклеточный организм представляет собой сложную систему множества клеток, объединенных (интегрированных) в системе тканей и органов и связанных между собой с помощью химических, гуморальных и нервных факторов (молекулярная регуляция);

4. Клетки многоклеточных 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 и приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию – дифференциации.

5. Клеточная форма является главной, но не единственной формой существования жизни. Неклеточная – вирусы.

Клетка.Клетка – структурная и функциональная единица всех эукариот и прокариот. Неклеточная форма жизни вирус имеет специфическую организацию. Эта форма будет рассмотрена отдельно. Но прежде, чем непосредственно перейти к изучению отдельных групп организмов, отметим те черты строения их клеток, которые показывают своеобразие каждой группы живых существ: прокариот и эукариот, а в их пределах – животных, растений, грибов, бактерий. Все известные одно- и многоклеточные организмы делятся на две большие группы (империи): прокариоты и эукариоты. Клетки прокариот не имеют оформленного ядра, поэтому их генетический материал находится в виде молекулы ДНК непосредственно в цитоплазме и не отделен от остальной части клетки ядерной мембраной. ДНК не оформляется в виде хромосом. Отсутствует ядерный сок (кариолимфа), нет ядрышка.

У эукариот ядро всегда четко выражено, оно настоящее, т.к. генетический материал окружен двойной мембраной, есть кариолимфа, присутствуют ядрышки. ДНК связана с белками гистонами и с РНК и формирует хромосомы. Задание к самостоятельной работе – составить таблицу сравнительного строения клеток прокариот и эукариот.

Рассмотрим строение и функции основных структур клеток эукариот.

Живое содержимое их клеток – протоплазма. Она состоит из ядра и цитоплазмы. Структурную основу цитоплазмы составляет водянистое вещество – цитозоль, в нем располагаются органеллы. В химическом отношении цитозоль на 90 % состоит из воды, в которой растворены биомолекулы. Малые молекулы (сахара, соли, аминокислоты, нуклеотиды, витамины, жирные кислоты) образуют истинные растворы, а крупные молекулы (белки, РНК) образуют коллоиды (невязкие – золи вязкие -гели). Неоднородность его структуры была установлена только при изучении в электронный микроскоп. В цитозоле протекают все важные биохимические процессы, характерные для живых клеток, поэтому цитозоль находится в постоянном движении, его определяют опосредованно по току органелл. Это движение называется циклозом. Независимо от того, какого именно организма исследуется клетка – животного, растения, бактерии или гриба – многие их структуры имеют общиечерты строения. В частности – это клеточные (или биологические) мембраны. Все клеточные структуры (органеллы) имеют стенки, построенные мембранами. Они обладают уникальной избирательной проницаемостью (в отличие от полупроницаемости других типов мембран).В процессе жизнедеятельности клетки мембраны выполняют следующие функции:

- отделяют клеточное содержимое от внешней среды;

- регулируют все обменные процессы между клеткой и средой;

- делят клетку на сегменты, которые предназначены для протекания определенных биохимических реакций и определенных метаболических путей;

на мембранах располагаются рецепторные участки для распознавания биологически активных веществ: гормонов, ферментов, ионов отдельных элементов и т . д. Учитывая такие важные функции мембранных комплексов ,изучению их строения и пониманию принципа работы клеточных мембран были посвящены специальные исследования. Уже с конца 19 в. стало известно, что через клеточные мембраны медленно диффундируют такие вещества как глюкоза, жирные кислоты, аминокислоты, различные ионы. Процесс диффузии притекает с активным участием непосредственно самих мембран - вещества, даже имеющие меньший размер молекул, мембрана в данный момент времени может не пропустить, но в то же время она пропускает высокомолекулярное вещество, т.е. проявляет свойства избирательной проницаемости. Первоначально пытались найти причину таких свойств в химическом составе веществ мембран. Химический состав оказался состоящим преимущественно и из белков и липидов. Липиды в мембранах представлены фосфолипидами, гликолипидами и стеролами. Липиды с фосфатной группой имеют молекулы, состоящие из полярной «головы» и двух неполярных «хвостов». Гликолипиды также состоят из полярной головы и неполярных хвостов. Они представлены молекулой углеводы + липид. Стеролы – это спирты класса стероидов. Его молекулы полностью неполярны. Схема полярных молекул такова :

«Голова» ее гидрофильна (она полярна), «хвосты » - гидрофобны (они неполярны). Поскольку в клетке все процессы идут в растворах, то важно изучить поведение молекул в воде. По поверхности воды молекулы липидов располагаются так: их гидрофобные хвосты оказываются снаружи, а гидрофильная «голова» погружена в воду и молекулы образуют на поверхности монослой.

В живых клетках липиды обычно образуют не моно- , а бислои., которые и определяют свойства клеточных мембран.

В 1959 г. Робертсон создал первую гипотезу о строении «элементарной»(биологической) мембраны. Она схематично выглядела так: (на основе гипотезы Давсон и Даниели предложили модель). С тех пор эта модель претерпела значительные трансформации, т.к. % соотношения белков и липидов, рассчитанные для различных тканей растений, животных и грибов, оказались на отвечающими модели Давсона-Даниели. В 1972 г.Сингер и Николсон предложили жидкостно-мозаичную модель мембраны. В этой модели липидный бислой также рассматривается как элементарная биологическая мембрана, но он представляет собой динамическую структуру: белки плавают в этом липидном «море» подобно островам. Они представлены двумя группами: структурные и функциональные. Структурные белки - белки, пронизывающие всю толщу биологической мембраны и располагающиеся на постоянном месте. Функциональные белки - иногда свободно, иногда «на привязи» - на нитях микрофиламентов, проникающие в цитоплазму, постоянно перемещаются или частично погружены в липиды. Белки имеют также гидрофильные и гидрофобные участки в своих макромолекулах, которые соответственно контактируют с водянистым содержимым клетки (гидрофильный) или с липидными слоями (гидрофобный). Именно такая структура биологической мембраны обеспечивает ее главное свойство – избирательную проницаемость.