Биология. В 3-х томах. Т. 1

В разд. П.2.3 приведены некоторые сведения об использовании светового микроскопа, указано, чем отличаются друг от друга электронный и световой микроскопы, и описаны отдельные применяемые при микроскопировании методики, на которые мы будем ссылаться в этой главе, посвященной строению эукариотической клетки. Сведения о прокариотах, если они понадобятся для сравнения, можно найти в гл. 2. К эукариотам относятся растения, грибы и животные.

7.1. Обобщенные клетки — животная и растительная

На рис. 7.1 и 7.3 представлены обобщенные клетки (животная и растительная) с теми структурами, которые можно увидеть с помощью светового микроскопа при максимальном увеличении в 1500 раз. На рис. 7.2 и 7.4 изображена их ультраструктура, выявляемая при помощи электронного микроскопа.

Рис. 7.1. Обобщенная животная клетка (например, клетка эпителия, выстилающего внутреннюю поверхность щек), какой она видна в световом микроскопе

Рис. 7.2. Ультраструктура обобщенной животной клетки, выявляемая при помощи электронного микроскопа. Для простоты показаны лишь часть эндоплазматического ретикулума с присоединенными к нему рибосомами и лишь некоторое количество свободных рибосом

Рис. 7.3. Обобщенная растительная клетка, например клетка мезофилла листа (световой микроскоп). Звездочкой отмечены структуры, характерные для растительных клеток и отсутствующие в животных

Рис. 7.4. Ультраструктура обобщенной растительной клетки, выявляемая при помощи электронного микроскопа

7.1.Ср. рис. 7.1-7.4. Какие дополнительные структуры выявляет электронный микроскоп в сравнении со световым?

7.2.Ср. рис. 7.1-7.4. Какие структуры: а) имеются в растительных клетках, но отсутствуют в животных и б) имеются в животных клетках, но отсутствуют в растительных?

На рис. 7.5 и 7.6 воспроизведены электронные микрофотографии обобщенных животной и растительной клеток. Отмечены различные клеточные структуры и указана их функция.

Рис. 7.5. Электронная микрофотография тонкого среза типичной животной клетки из печени крысы — гепатоцита. × 9600

Схематическое изображение клеточных структур с указанием их функций

Рис. 7.6. Электронная микрофотография тонкого среза типичной растительной клетки (клетка мезофилла листа), × 15000. Характеристика структур, отмеченных звездочкой, приведена на рис. 7.5

Схематическое изображение клеточных структур с указанием их функций

7.2. Структуры, общие для животных и растительных клеток

7.2.1. Клеточные мембраны

Клеточные мембраны играют важную роль по ряду причин. Они отделяют клеточное содержимое от внешней среды, регулируют обмен между клеткой и средой и делят клетки на отсеки, или компартменты, предназначенные для тех или иных специализированных метаболических путей. Некоторые химические реакции, в частности световые реакции фотосинтеза в хлоропластах или окислительное фосфорилирование при дыхании в митохондриях, протекают на самих мембранах. Здесь же на мембранах располагаются и рецепторные участки для распознавания внешних стимулов (гормонов или других химических веществ), поступающих из окружающей среды или из другой части самого организма. Знакомство со всеми свойствами клеточных мембран необходимо для понимания того, как функционирует клетка.

С конца прошлого века известно, что клеточные мембраны ведут себя не так, как полупроницаемые мембраны, способные пропускать лишь воду и другие малые молекулы, например молекулы газов. Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, глицерол и ионы, причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс — одни вещества пропускают, а другие нет.

Ранние работы по проницаемости мембран показали, что органические растворители, например спирт, эфир или хлороформ, проникают сквозь мембраны даже быстрее, чем вода. Это свидетельствовало о том, что в мембранах есть какая-то неполярная часть; иными словами, что мембраны содержат липиды. Позже данное предположение удалось подтвердить химическим анализом. Выяснилось, что мембраны состоят почти целиком из белков и липидов. О белках мы будем говорить ниже. Липиды в мембранах представлены фосфолипидами, гликолипидами и стеролами.