Методы систематики

Сравнительно-морфологический метод (основной метод систематики) - основан на данных сравнительной морфологии и дает наибольшую информацию о родстве таксонов на уровне вида и рода; с помощью данного метода изучают макроструктуру организмов; метод не требует сложного оборудования.

Сравнительно-анатомический, эмбриологический и онтогенетический методы (варианты сравнительно-анатомического метода) - с их помощью изучают микроскопические структуры тканей, зародышевых мешков, особенности гаметогенеза, оплодотворения и развития зародыша, а также характер последующего развития и формирования отдельных органов растений; данные методы требуют совершенной техники (электронной и сканирующей микроскопии).

Сравнительно-цитологический и кариологический методы - позволяют анализировать признаки организмов на клеточном уровне, помогая устанавливать гибридную природу форм и изучать популяционную изменчивость видов.

Палинологический метод - использует данные палинологии (наука, изучающая строение оболочек спор и пыльцевых зерен растений) и позволяет, по хорошо сохраняющимся оболочкам спор и пыльцы, устанавливать возраст вымерших растений.

Эколого-генетический метод - связан с опытами по культуре растений; дает возможность вне зависимости от факторов природной среды изучать изменчивость, подвижность признаков и устанавливать границы фенотипической реакции таксона.

Гибридологический метод - основан на изучении гибридизации таксонов; важен при решении вопросов филогении и систематики.

Географический метод - дает возможность анализировать распространение таксонов и возможную динамику их ареалов (область географического распространения), а также изменчивость организмов, которая связана с географически меняющимися природными факторами.

Помимо указанных выше методов, в систематике используют иммунохимические и физиологические методы, а также данные энтомологии, археологии и лингвистики, которые дают информацию о насекомых вредителях и местах введения в культуру важнейших сельскохозяйственных растений.

Рис. 7.2.1. Вирус табачной мозаики (А – электронная микрофотография, Б – модель).

Вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой – капсидом, состоящим из капсомеров . Размеры вириона различных вирусов - от 15 до 400 нм (большинство видны лишь в электронный микроскоп).

Вирусы обладают следующими характерными особенностями:

· не имеют клеточного строения;

· не способны к росту и бинарному делению;

· не имеют собственных метаболических систем;

· для их воспроизводства нужна только нуклеиновая кислота;

· используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков;

· не размножаются на искусственных питательных средах и могут существовать только в организме хозяина;

· не задерживаются бактериологическими фильтрами.

Вирусы микроорганизмов названы фагами. Так, существуют бактериофаги (вирусы бактерий), микофаги (вирусы грибов), цианофаги (вирусы цианобактерий). Фаги обычно имеют многогранную призматическую головку и отросток (рис. 7.2.2.) .

Рис. 7.2.2. Модель фага.

Головка покрыта оболочкой из капсомеров и содержит внутри ДНК. Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый чехлом из спирально расположенных капсомеров. Через отросток ДНК из головки фага переходит в клетку поражаемого микроорганизма. После попадания фага бактерия утрачивает способность к делению и начинает производить не вещества собственной клетки, а частицы бактериофага. В итоге клеточная стенка бактерии растворяется (лизируют), из нее выходят зрелые бактериофаги. Лизировать бактерии способен только активный фаг. Недостаточно активный фаг может существовать в клетке микроорганизма, не вызывая лизиса. При размножении пораженной бактерии возможен переход инфицированного начала в дочерние клетки. Фаги встречаются в воде, почве и других природных объектах. Некоторые фаги используют в генетической инженерии, в медицине для профилактики заболеваний.

Империя Клеточные:

Надцарство Прокариоты Надцарство Эукариоты

(безъядерные) (ядерные)

Царство Археи Царство Грибы

Царство Бактерии Царство Растения

Царство Животные

Царство Грибы

Шляпочные грибы(масленок, лисичка, сыроежка, ядовитые - поганки, мухоморы)

Плесневые грибы(пеницилл и мукор) и дрожжи.

Лишайники - симбиоз грибов и

Царство Растения

Низшие Высшие

(не имеют частей тела; (имеют части тела)

Тело слоевище или таллом)

Низшие: Водоросли

Одноклеточные Многоклеточные

(Хламидомонада, (Зеленые - спирогира, ульва, нителла;

Хлорелла) Бурые - ламинария, цистозейра;

Красные - порфира, родимения,

анфельция, филлофора)

1) Отдел Высшие споровые растения:

Мхи (печеночные мхи, листостебельные – зеленый мох кукушкин лен и белый мох сфагнум)

3) Отдел Покрытосеменные

Класс Однодольные Класс Двудольные

Корневая система - мочковатая стержневая

Жилкование листьев параллельное, сетчатое

1 семядоля 2 семядоли

Исключение вороний глаз Исключение подорожник

Класс Однодольные

соцветие - сложный колос, метелка;

плод - зерновка;

у многих растений стебель - соломина.

соцветие - кисть или одиночный цветок;

плоды - ягода.

Класс Двудольные

соцветие - кисть;

плоды - стручки или стручочки.

соцветие - одиночный цветок;

плод - костянка, многоорешек, яблоко.

соцветие - одиночный цветок;

плод - ягода или коробочка.

4) семейство Мотыльковые (Бобовые) (фасоль, горох, соя, люцерна, арахис, чечевица, люпин, клевер, акация)

Соцветие - кисть, головка;

Плод - боб.

5) семейство Сложноцветные (Астровые) (астра, пижма, василек. Девясил. Одуванчик, бодяк полевой, георгины, маргаритки, ноготки, рамашка, мать-и-мачеха, череде, подсолнечник, осот полевой)

Соцветие - корзинка

Плод - семянка.

Царство животные

Радиолярии

Солнечники

Споровики (малярийный плазмодий)

Жгутиконосцы (эвглена зеленаяЭ трихомонада, лямблия, трипаносома)

Инфузории (инфузория - туфелька)

Известковые

Стеклянные

Обыкновенные

Гидроидные (гидры)

Сцифоидные (медузы - корнерот, физалия, крестовичок, парусник, португальский кораблик, морская оса)

Коралловые полипы (полипы, актиния)

Ресничные черви (белая планария)

Сосальщики (печеночный сосальщик, двуустка)

Ленточные черви (бычий цепень, свиной цепень)

(аскарида, острицы, нематоды, коловратки)

Многощетинковые кольчецы или Полихеты (нереис, серпула)

Малощетинковые или Олигохеты (дождевой червь)

Пиявки (улитковая, медицинская, рыбья, ложноконская)

Брюхоногие (слизень, прудовик, катушка)

Двустворчатые (тридакна, устрицы, мидии, жемчужницы)

Головоногие (кальмары, осьиминоги, каракатицы)

8) Тип Иглокожие

Морские лилии

Морские ежи

Морские звезды

Морские огурцы или Голотурии

Ракообразные (раки, крабы, омары, лангусты, креветки, дафнии, циклопы)

Паукообразные (скорпионы; сенокосцы; пауки - фаланги, крестоносцы, каракурт, птицеяд; клещи - таежный, степной, панцирный, амбарный)

Насекомые

Отряды насекомых:

Таракановые

Прямокрылые (кузнечики, саранча, медведки, сверчки, кобылки)

Уховертки

Поденки

Стрекозы

Жуки или жесткокрылые (колорадский, Божья коровка, усач, голиаф, скарабей и т. д)

Клопы или полужесткокрылые (водяной скорпион, гладыш, щитник, водомерка, постельный клоп, красноклоп)

Бабочки или чешуекрылые (ночные - моли и дневные - апполон, лимонница, адмирал, репница)

Равнокрылые (цикадовые, листоблошки, щитовки, тли)

Двукрылые (слепни, кровососки, комары, мошки, москиты, мухи, ктыри, оводы)

Перепончатокрылые (Оса, шмель, шершень, пилильщик, Муравьи, наездники, пчелы)

Подтип Бесчерепные

Класс Ланцетники

Подтип Черепные или Позвоночные

Класс Круглоротые (миноги и миксины)

Рыбы - 2-камерное сердце

Класс Хрящевые рыбы(акулы, скаты, химерообразные)

Класс Костные рыбы:

Осетрообразные или костно - хрящевые (осетр, белуга, стерлядь, севрюга, калуга. Черная икра)

Сельдеобразные (сельди, шпроты, килька. Тюлька. Сардины, иваси)

Лососеобразные (кета, горбуша, нерка, чавыча, омуль, форель, ряпушка, сиг, семга, корюшка, голец, кижуч. Красная икра)

Карпообразные (пиранья, сазан, вьюн, неон, лещ, чехонь, амур, угорь, карп, карась, плотва, линь)

Окунеобразные (судак, окунь, ерш, ставрида, скумбрия, зубатка, скалярия)

Двоякодышащие рыбы - протоптер и рогозуб (в отсутствии воды переходят на легочное дыхание)

Древние кистеперые рыбы (латимерия)

……………………………………………………………………………………………

Класс Земноводные или Амфибии

3-ех камерное сердце

Отряд Безногие (цейлонский рыбозмей и кольчатая червяга)

Отряд Бесхвостые (лягушки, жабы, квакши, жерлянки, чесночницы)

Отряд Хвостатые (саламандры, тритоны, сирены, протей., аксолотль)

Класс Пресмыкающиеся

3-ех камерное сердце с неполной перегородкой в желудочке

Отряд Чешуйчатые (ящерицы - желтопузик, агама, игуана, варан, хамелеон, летучий дракон, змеи - удавы, питоны, кобры, ужи, полоз, эфа, анаконда, гадюка)

Отряд Черепахи (суповая, кожистая, средиземноморская, дальновосточная, болотная, сухопутные –слоновая, паучья)

Отряд Крокодилы (аллигатор китайский, аллигатор каймановый, гавиаловый, нильский, миссисипский) 4-ех камерное сердце

Отряд Клювоголовые (гаттария или туатара) в Новой Зеландии.

………………………………………………………………………………………………

Класс Птицы

Пингвины (императорский, королевский)

Страусообразные (африканский страус)

Нандуобразные (нанду в Юж. Америке)

Казуарообразные (казуар и эму в Австралии)

Гусеобразные (гоголь, лебедь, кряква, утки, гуси, казарка.) Есть копчиковая железа, смазывают перья жиром из этой железы.

Дневные хищники (орлы, беркуты, ястребы, соколы, луни, грифы, коршуны, кондор, пустельга)

Совы (сова, филин, сыч.)

Куриные (тетерев, глухарь, перепел, фазан, куропатка, рябчик, индейки, цесарки)

Воробьинообразные (щеглы, сойки, пеночки, мухоловки, трясогузки, скворцы, синицы, ласточки, дрозды. Грачи, воробьи, стрижи, жаворонки, снегири, козодои). Самый многочисленный отряд (60% всех птиц).

Голенастые (журавли, аисты, цапли, кваквы)

Класс Млекопитающие или Звери.

4-ех камерное сердце (два предсердия и два желудочка)

Подкласс Яйцекладущие или Первозвери

Отряд Однопроходные (утконос, 2 вида ехидн и 2 вида проехидн)

Подкласс Настоящие звери.

Отряд Сумчатые (кенгуру, коала, опоссум, сумчатые муравьеды, волки)

………………………………………………………………………………………

Отряд Насекомоядные (ежи, выхухоль, крот, белозубка)

……………………………………………………………………………………………..

Отряд Рукокрылые (крыланы - большие, размах крыльев до 180 см.,летучие мыши – маленькие)

…………………………………………………………………………………………….

Отряд Грызуны (семейство Беличьи - белка, бурундук, суслик;

семейство Бобровые - бобры;

семейство Мышиные - крысы, хомяк, ондатра, мыши)

………………………………………………………………………………………

Отряд Зайцеобразные (заяц - русак, заяц - беляк, пищуха, кролик)

………………………………………………………………………………………………..

Отряд Китообразные

(подотряд Зубатые:

Семейства - речные дельфины, дельфиновые, кашалотовые;

Подотряд Беззубые, или Усатые:

Семейства - Гладкие(гренландский, южный кит), Серые, Полосатики (синий, сейвал)

…………………………………………………………………………………………………..

Отряд Ластоногие (тюлени, моржи, морские котики, морские слоны, сивучи,

морские львы, нерпы)

………………………………………………………………………………………………

Отряд Хоботные (индийский слон, африканский слон)

………………………………………………………………………………………………….

Отряд Хищные (семейство Собачьи – волки, лисицы, енотовидные собаки, песцы, шакалы; семейство Медведи - бурый, черный, или гималайский, белый; семейство Куньи - соболь, хорь, куница, горностай, росомаха, барсук, выдра; семейство Кошачьи - кошки, львы, тигры. Пантеры, рыси, леопарды)

……………………………………………………………………………………………………

Отряд Парнокопытные – свиньи, бараны, козы, антилопы, жирафы.

подотряд нежвачные (семейства: Свиньи, Бегемоты, Пекари)

подотряд жвачные (семейства: Оленьковые, Оленевые, Жирафовые, Вилорогие, Пологие, Кабарги)

……………………………………………………………………………………………………

Отряд Непарнокопытные

семейства: Тапиры, Лошади, Носороги.

……………………………………………………………………………………………………..

Отряд Приматы

Подоторяд Полуобезьяны - лемуры, долгопяты, тупайи.

Подотряд Высшие приматы, или Обезьяны:

Широконосые обезьяны (игрунки, ревуны, паукообразные обезьяны)

Узконосые (мартышки, макаки, павианы, мадрилы)

Человекообразные (гориллы, орангутаны, шимпанзе)

Империя неклеточные организмы (Noncellulata). Царство вирусы (Virae)

Вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой – капсидом, состоящим из капсомеров .

Вирусы обладают следующими характерными особенностями:

Не имеют клеточного строения;

Имеют мельчайшие размеры, размеры вириона различных вирусов - от 15 до 400 нм (большинство видны только в электронный микроскоп);

Не имеют собственных метаболических систем;

Используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков;

Не способны к росту и делению;

Не размножаются на искусственных питательных средах.

Вирусы микроорганизмов названы фагами. Так, существуют бактериофаги (вирусы бактерий), микофаги (вирусы грибов), цианофаги (вирусы цианобактерий). Фаги обычно имеют многогранную призматическую головку и отросток (рис. 3.1) .

Рис. 3.1. Строение бактериофага Т4:

1 - головка; 2 - хвост; 3 - нуклеиновая кислота; 4 - капсид; 5 - «воротничок»; 6 - белковый чехол хвоста; 7 - фибрилла хвоста; 8 - шипы; 9 - базальная пластинка

Головка покрыта оболочкой из капсомеров и содержит внутри ДНК. Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый чехлом из спирально расположенных капсомеров. После попадания фага бактерия утрачивает способность к делению и начинает производить не вещества собственной клетки, а частицы бактериофага.

В итоге клеточная стенка бактерии растворяется (лизируют), из нее выходят зрелые бактериофаги. Недостаточно активный фаг может существовать в клетке микроорганизма, не вызывая лизиса. Фаги встречаются в воде, почве и других природных объектах.

Многообразие живых организмов.

Клеточные и

неклеточные формы жизни

Преподаватель

З. М. Смирнова

Современная система организмов

Империя

Клеточные организмы

Доядерные

Надцарства

Царства

(прокариоты)

Дробянки

Ядерные (эукариоты)

Грибы

Неклеточные организмы

Подцарства

Расте

Животные

Вирусы

Вира

Цианобактери или (сине-зеленые водоросли )

Эубактерии

вирусы

Многообразие органического мира

Империя Клеточные

Империя Неклеточные

Царство Растения

Царство Грибы

Царство Животные

Царство Вирусы

Многоклеточные

Эукариоты

Подцарство Простейшие

Одноклеточные

Прокариоты

Царство Дробянки

Типы клеточной организации

Эукариотический

включает надцарство Эукариот.

Имеют оформленное ядро

и хорошо развитую систему внутренних мембран. Генетический аппарат представлен молекулами ДНК в комплексе с белками - гистонами, упаковывающими ДНК в нуклеосомы.

Прокариотический

включает надцарство Прокариоты.

Не имеют оформленного ядра

и мембранных органоидов. Генетический материал – кольцевая молекула ДНК (нуклеоид).

ДНК не заблокирована белками, поэтому все гены в ней активны.

Надцарство Прокариот

Структурно-функциональные части прокариотической клетки:

• Цитоплазма

• Поверхностный

• Генетический

материал:

аппарат:

• нуклеоид – зона

• плазматическая

цитоплазмы с крупной

мембрана;

молекулой

Надмембранный

ДНК, замкнутой

комплекс:

в кольцо

• муреиновая

клеточная стенка (сложный углевод);

• плазмиды –

• слизистая капсула

короткие

кольцевые

(выполняет

защитную функцию)

молекулы ДНК

• жгутики

Цитоплазматические структуры:

Гиалоплазма:

• мезосомы

• золь (в благоприятных

условиях)

(впячивания

• гель (при

плазматической

плохих

мембраны)

условиях,

• мембранные

когда

органоиды

увеличивается

отсутствуют, их

функцию выполняют

плотность

гиалоплазмы)

мезосомы.

• рибосомы (мелкие)
• цитоплазма

неподвижна, т. к.

микротрубочки

отсутствуют.

Надцарство Эукариот

Структурно-функциональные части эукариотической клетки:

Поверхностный

аппарат

Цитоплазма

Ядро

• ядрышки
• хромосомы
• кариоплазма

гиалоплазма

плазмалемма

(белки,

липиды)

субмембранный комплекс

(скопление микротрубочек и микрофиламентов цитоскелета под плазмалеммой)

цитоплазмати-

ческие структуры

(органоиды и

включения)

надмембранный комплекс

(в животной клетке – гликокаликс,

в растительной клетке – клеточная стенка (целлюлоза),

грибы – хитин)

Сравнение про- и эукариотических организмов

ПРОКАРИОТЫ

Размер клеток

ЭУКАРИОТЫ

1-10 мкм

Метаболизм

10-100 мкм

Анаэpобный или аэpобный

Аэробный

Органеллы

Hемногочисленные (впячивания мембраны – мезосомы и мелкие рибосомы).

Цитоплазма

Ядро, митохондрии, хлоропласты, эндоплазматический ретикулум и др.

Кольцевая ДHК в цитоплазме (нуклеоид)

ДНК – организована в хромосомы и окружена ядерной мембраной

Отсутствие цитоскелета, движения цитоплазмы, эндо- и экзоцитоза

Деление клеток, клеточная оpганизация

Имеются цитоскелет, движение цитоплазмы, эндоцитоз и экзоцитоз

Бинарное деление, пpеимущественно одноклеточные и колониальные

Митоз (или мейоз), преимущественно многоклеточные

Неклеточные формы жизни

Вирусы открыты Д. И. Ивановским (1892) при изучении мозаичной болезни табака.

И. Д. Ивановский

Вирус табачной мозаики

Место вирусов в системе живой природы

Империя Неклеточные формы жизни

Царство Вира

Сравнение размеров

1/10 часть эритроцита

Бактериофаг

(эукариоти-

ческая

клетка)

Аденовирус 90 нм

Вирус табачной мозаики

250 х 18 нм

Риновирус

Прион

200 х 20 нм

E. Coli (бактерия – кишечная палочка)

3000 х 1000 нм

Пути проникновения в организм человека:

- воздушно-капельным путём от больного человека (грипп, корь, оспа);

- с пищей (вирус ящура);

- через повреждённую поверхность кожи (бешенство, герпес, оспа);

- половым путём (ВИЧ, герпес);

- через кровососущих (комары – жёлтую лихорадку, клещи – энцефалит, крымскую лихорадку);

- при переливание крови, операциях передаются вирусы СПИДа и гепатита В.

Растительные клетки поражаются в результате нарушения целостности покровов

Жизненные формы вируса

Различают две жизненные формы вирусов

Внутриклеточная

– внутри зараженной клетки вирусы проявляют себя в форме нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и образуют комплекс «вирус – клетка», способный жить и «производить» новые

вирионы.

Внеклеточная (покоящаяся) – вирусные частицы, или вирионы, состоящие из нуклеиновой кислоты и

капсида (оболочки из белка и, реже, липидов).

Вирион, по сути, представляет собой конгломерат органических кристаллов.

Строение вириона:

Сердцевина – генетический материал

(ДНК или РНК)

Оболочка

Сложные вирусы

Простые вирусы имеют оболочку

• капсид, состоящий только из белковых субъединиц – капсомеров

(грипп, герпес и др.)

имеют суперкапсид :

• капсид,
• снаружи два слоя

липидов (часть

плазматической

мембраны

клетки-хозяина,

• вирусные

гликопротеины

• неструктурные

белки – ферменты

Вирус

табачной мозаики

Особенности жизнедеятельности вирусов:

Разнообразие форм и размеров вирусов

(от 10 до 300 нм)

Вирусы растений

(обычно содержат РНК);

Вирусы животных;

• Осаждение;
• Проникновение вируса в клетку:

происходит слияние мембраны вируса и наружной цитоплазматической мембраны – вирус оказывается в цитоплазме клетки.

Этапы жизнедеятельности вируса

3. Разрушение вирусных белковых оболочек.

Ферменты лизосом разрушают капсид вируса, и его нуклеиновая кислота освобождается.

4. Синтез ДНК с РНК вируса.

5. Встраивание вирусной ДНК в ДНК клетки.

Происходит подавление функционирования генетического аппарата клетки.

Этапы жизнедеятельности вируса

6. Репликация нуклеиновой

кислоты вируса.

7. Синтез белков капсида. После репликации начинается биосинтез белков капсида вируса, при этом используется рибосомы клетки-хозяина.

8. Сборка вирионов

Начинается при накоплении белков и РНК вируса

9. Выход вирусов из клетки

Сложные вирусы выходя из клетки, захватывают часть клеточной мембраны клетки-хозяина и образуют суперкапсид.

ВИЧ-инфекция

ВИЧ-инфекция – медленно прогрессирующее заболевание, характеризуется поражением клеток иммунной системы (лимфоциты и др.) с развитием иммунодефицита (СПИД) – организм не в состоянии противостоять возбудителям различных инфекций и злокачественным новообразованиям.

В – вирус

И – иммунодефицита

Ч – человека

С – синдром (комплекс симптомов)

П – приобретённого (не врождённого состояния)

И – иммуно-

Д – дефицита (организм теряет способность

сопротивляться различным инфекциям)

СПИД – конечная, терминальная стадия ВИЧ-инфекции

Вирусы и вызываемые ими заболевания

Вирусн. коньюктивит,

фарингит

Аденовирусы

Краснуха

Вирус краснухи

Вирус папилломы человека

Бородавки, остроконечные папилломы

Грипп

Ортомиксовирусы

Полиомиелит, менингит, ОРВИ

Пикорнавирус

Гепатотропные вирусы

Вирусные гепатиты

ВИЧ – инфекция, Т-клеточный лейкоз – лимфома взрослых

Ретровирусы

Простой герпес, ветряная оспа, опоясывающий лишай

Герпесвирусы

Поксвирусы

Натуральная оспа

Вирус герпеса

Вирус гриппа

• Строение:

• головка, содержащая нуклеиновую кислоту,

капсид, покрывающий головку;

• полый стержень (хвост) с

белковым чехлом;

• хвостовые нити

Репродукция бактериофагов

• Играют большую роль

в медицине и широко

применяются при

лечении гнойных

заболеваний,

вызванных

стафилококками и др.

• Применяются в генной

инженерии в качестве

векторов, переносящих

участки ДНК

Вироиды

Вироиды – возбудители заболеваний растений, которые состоят из короткого фрагмента кольцевой, одноцепочечной РНК, не покрытой белковой оболочкой, характерной для вирусов.

Первым идентифицированным вироидом был вироид клубней картофеля

Прионы

– "инфекционные белки", не содержащие нуклеиновых кислот, вызывающиие тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и животных.

Коровье бешенство

Прионы

Прионный белок, обладающий аномальной трёхмерной структурой, способен прямо катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального клеточного белка в себе подобный (прионный)

β-слои

α-спираль

Прионы образуют нерастворимые отложения в тканях мозга

Все живое разделено на 2 империи - клеточные и неклеточные формы жизни. Основными формами жизни на Земле являются организмы клеточного строения. Этот тип организации присущ всем видам живых существ, за исключением вирусов, которые рассматриваются как неклеточные формы жизни.

Неклеточные формы

К неклеточным организмам относятся вирусы и бактериофаги. Остальные живые существа являются клеточными формами жизни.

Неклеточные формы жизни являются переходной группой между неживой и живой природой. Их жизнедеятельность зависит от эукариотических организмов, они могут делиться только проникнув в живую клетку. Вне клетки неклеточные формы не проявляют признаков жизни.

В отличие от клеточных форм, неклеточные виды имеют только один вид нуклеиновых кислот - РНК или ДНК. Они не способны к самостоятельному синтезу белков из-за отсутствия рибосом. Также в неклеточных организмах отсутствует рост и не происходят обменные процессы.

Общая характеристика вирусов

Вирусы настолько малы, что лишь в несколько раз превышают размеры крупных молекул белков. Величина частиц разных вирусов находится в пределах 10-275нм. Они видны только под электронным микроскопом и проходят через поры специальных фильтров, задерживающих все бактерии и клетки многоклеточных организмов.

Впервые их открыл в 1892 г. русский физиолог растений и микробиолог Д. И. Ивановский при изучении болезни табака.

Вирусы являются возбудителями многих болезней растений и животных. Вирусными болезнями человека являются корь, грипп, гепатит (болезнь Боткина), полиомиелит (детский паралич), бешенство, желтая лихорадка и др.

Строение и размножение вирусов

Под электронным микроскопом разные виды вирусов имеют вид палочек и шариков. Отдельная вирусная частица состоит из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), свернутой в клубок, и молекул белка, которые располагаются вокруг нее в виде своеобразной оболочки.

Вирусы не могут самостоятельно синтезировать нуклеиновые кислоты и белки, из которых они состоят.

Размножение вирусов возможно только при использовании ферментативных систем клеток. Проникнув в клетку хозяина, вирусы изменяют и перестраивают ее обмен веществ, в результате чего сама клетка начинает синтезировать молекулы новых вирусных частиц. Вне клетки вирусы могут переходить в кристаллическое состояние, что способствует их сохранению.

Вирусы специфичны - определенный вид вируса поражает не только конкретный вид животного или растения, но и определенные клетки своего хозяина. Так, вирус полиомиелита поражает только нервные клетки человека, а вирус табачной мозаики - только клетки листьев табака.

Бактериофаги

Бактериофаги (или фаги) являются своеобразными вирусами бактерий. Они были открыты в 1917 г. французским ученым Ф. д’Эрелем. Под электронным микроскопом они имеют форму запятой или теннисной ракетки размером около 5нм. Когда частица фага прикрепляется своим тонким отростком к бактериальной клетке, ДНК фага проникает в клетку и вызывает синтез новых молекул ДНК и белка бактериофага. Через 30-60мин бактериальная клетка разрушается и из нее выходят сотни новых частиц фага, готовых к заражению других бактериальных клеток.

Раньше считали, что бактериофаги могут быть использованы для борьбы с болезнетворными бактериями. Однако оказалось, что фаги, быстро разрушающие бактерии в пробирке, неэффективны в живом организме. Поэтому в настоящее время они применяются в основном для диагностики болезней.

Клеточные формы

Клеточные организмы делятся на два надцарства: прокариоты и эукариоты. Структурной единицей клеточных форм жизни является клетка.

Прокариоты имеют простейшее строение: отсутствует ядро и мембранные органоиды, деление идет путем амитоза, без участия веретена деления. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии.

Эукариоты - это клеточные формы, имеющие оформленное ядро, которое состоит из двойной ядерной мембраны, ядерного матрикса, хроматина, ядрышек. Также в клетке находятся мембранные (митохондрии, пластинчатый комплекс, вакуоли, эндоплазматический ретикулум) и немембранные (рибосомы, клеточный центр) органеллы. ДНК у представителей клеточных форм находится в ядре клетки, в составе хромосом, а также в клеточных органоидах, таких как митохондрии и пластиды. Эукариоты объединяют растительный, животный мир и Царство грибов.

Сходство между клеточными и не клеточными видами заключается в наличии специфического генома, способности эволюционировать и давать потомство.

Открытие и изучение клетки стало возможным благодаря изобретению микроскопа и усовершенствованию методов микроскопических исследований. Первое описание клетки было сделано в 1665 г. англичанином Р. Гуком. Позже стало ясно, что он открыл не клетки (в современном понимании этого термина), а только наружные оболочки растительных клеток.

История открытия

Прогресс в изучении клетки связан с развитием микроскопирования в XIX в. К этому времени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое, протоплазма. В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки - ядро. Накопленные многочисленные наблюдения о тончайшем строении и развитии тканей и клеток позволили подойти к обобщениям, которые были сделаны впервые в 1839 г. немецким биологом Т. Шванном в виде сформулированной им клеточной теории. Он показал, что клетки растений и животных принципиально сходны между собой. Дальнейшее развитие и обобщение эти представления получили в работах немецкого патолога Р. Вирхова.

Значение в науке

Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие эмбриологии, гистологии и физиологии. Она дала основу для материалистического понимания жизни, для объяснения эволюционной взаимосвязи организмов, для понимания индивидуального развития.

«Главный факт, революционизировавший всю физиологию и впервые сделавший возможной сравнительную физиологию, это - открытие клеток» - так охарактеризовал Ф. Энгельс это событие, сравнивая открытие клетки с открытием закона сохранения энергии и эволюционной теории Дарвина.

Основные положения клеточной теории сохранили свое значение на сегодняшний день, хотя более чем за 100 лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток.

Основные положения

В настоящее время клеточная теория постулирует:

• Клетка - элементарная единица живого;
• клетки разных организмов гомологичны по своему строению;
• размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
• многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные, интегрированные системы тканей и органов, подчиненных и связанных между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.