наука

Общая биология

КАТАГЕНЕЗ - эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. Катагенез привёл к возникновению паразитизма.

КАТАЛИЗАТОРЫ - вещества, ускоряющие реакции. К биологическим катализаторам в организме относят ферменты.

КЛЕТКА - элементарная самовоспроизводящаяся система, структурно-функциональная единица всего живого. Клетка может представлять собой целый организм (амёба, хлорелла), а может входить в состав тканей и органов многоклеточных организмов. Клетки тела способны делиться путём митоза; половые клетки образуются в результате мейоза. Размеры клеток колеблются от 0,1 мкм (у бактерий) до 15 см (яйцо страуса). Клеточное строение впервые наблюдал Р. Гук у растений (1665). В 1839 г. Т. Шванн, используя достижения М. Шлейдена и школы Я. Пуркинье, доказал единство строения животных и растительных клеток. А в 1858 г. Р. Вирхов обосновал положение о том, что клетки образуются путём деления: «каждая клетка из клетки». Различия в свойствах клеток многоклеточного организма обусловлены неодинаковой активностью генов, именно это способствует дифференциации клеток по функциям (нервные, мышечные, эпителиальные и т. д.). Многие клетки полифункциональны, например клетки печени (синтезируют белки плазмы крови и желчь, накапливают гликоген и превращают его в глюкозу). В клетке можно различить три главные части: 1) клеточную мембрану, окружающую клетку и отделяющую её от внешней среды (у растений поверх мембраны имеется ещё и целлюлозная клеточная стенка); 2) цитоплазму, содержащую воду, различные соли, органические соединения и ряд органелл; 3) клеточное ядро (у эукарио-тических организмов). У прокариотов (бактерий) оформленное ядро в клетке отсутствует, имеется лишь нуклеарная область или нуклеоид, в котором содержится генетический материал клетки в виде ДНК (РНК) и связанных с ними веществ. В составе клетки обнаруживают более 80 химических элементов, 27 из которых выполняют определённые функции, а 53 - попадают в организм с водой, пищей, воздухом и не участвуют в процессе её жизнедеятельности. Все химические элементы клетки подразделяют на макроэлементы (кислород, водород, углерод, азот, железо, калий, натрий, магний, фосфор, серу, кальций, хлор); микроэлементы (бор, кобальт, медь, молибден, цинк, йод, бром); ультрамикроэлементы (уран, радий, золото, ртуть, цезий). У некоторых растений и животных выражена тенденция к накоплению определённых элементов в клетках, например, в ламинарии содержится много йода, диатомовые водоросли накапливают кальций, а некоторые двустворчатые моллюски - медь. Минимальная продолжительность жизни клеток человека - 1-2 дня. На уровне клетки происходят все обменные процессы организма (клеточное дыхание, фотосинтез). Важнейшие химические компоненты клетки - белки - синтезируются только в ней. Наука о клетках называется цитологией.

КЛЕТКА ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ - простейший тип живой клетки. К прокариотам относятся такие одноклеточные организмы, как бактерии и сине-зелёные водоросли. Основной особенностью прокариотической клетки является наличие прямого контакта между её хромосомой и цитоплазмой (т. е. нет ядра). От эукариотических клеток прокариоты отличаются также отсутствием митохондрий и хлоропластов, меньшими размерами рибосом и весьма ограниченной способностью выделять и поглощать крупные молекулы (из-за наличия прочной клеточной стенки поверх плазматической мембраны, состоящей у бактерий из липидов, полисахаридов и белков, у сине-зелёных водорослей - из целлюлозы).

КЛЕТКА ЭУКАРИОТИЧЕСКАЯ - тип живой клетки, более сложно организованный, чем прокариотическая клетка, в ней больше органелл и она, как правило, крупнее (рис. 42). Из эукариотических клеток состоят самые разнообразные организмы: растения, животные, грибы. Отдельные клетки из разных частей высшего организма могут существенно отличаться по морфологическим особенностям и функциям (например, клетки нервной и мышечной ткани). Гаплоидная клетка - это клетка, содержащая только по одной копии каждой хромосомы, следовательно гаплоидное число хромосом у человека равно 23-м. Диплоидный набор хромосом (46) восстанавливается после оплодотворения (слияния половых клеток).

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА - структурное образование, располагающееся по периферии клетки, за пределами плазмалеммы, придающее клетке прочность, сохраняющее её форму и защищающее протопласт (внутреннее содержимое клетки). Клеточная стенка имеется только у растительных клеток. Она противостоит высокому осмотическому давлению большой центральной вакуоли и препятствует разрыву клетки. Кроме того, совокупность клеточных стенок выполняет функцию наружного скелета тела растения. Клеточная стенка способна к росту растяжением. Клеточная стенка прозрачна и не мешает фотосинтезу. Соседние клеточные стенки скреплены между собой пектиновыми веществами, образующими срединную пластинку. При специальной обработке щелочами, кислотами, высокими температурами, например при варке, срединные пластинки разрушаются и клетки распадаются. Этот процесс называется мацерацией. Естественная мацерация наблюдается в перезрелых плодах - арбузах, яблоках, грушах. Основу клеточной стенки составляют высокополимерные углеводы: молекулы целлюлозы (клетчатки), собранные в сложные пучки - фибриллы, образующие каркас, погружённый в основу (метрике), состоящий из гемицеллюлоз, пектинов и гликопротеидов. Кроме по-лисахаридов в матриксе может присутствовать лигнин -полимер, вызывающий одревеснение клеточной стенки, или её лигнификацию. В некоторых клеточных стенках может откладываться воск, кутин и суберин. Суберин не проницаем для воды и газов, поэтому после его накапливания в клеточной стенке клетка опробковевает и отмирает. В клеточных стенках имеются поры, через которые проходят тяжи цитоплазмы - плазмодёсмы, соединяющие все клетки растения в единую структуру.

1 - центриоль, 2 - жировая капля, 3 - лизосома , 4 - триплеты микротрубочек, 5 - комплекс Гольджи, 6 -окаймленная ямка, 7 - пиноцитозный пузырек, 8 - гладкий эндоплазматический ретикулум, 9 -окаймленный пузырек, 10 - плазмодесма, 11 -диктиосома (Гольджи), 12 - ДНК, 13 - хлоропласт, 14 - вакуоль, 15 - Гладкий эндоплазматический ретикулум, 16 - ядерные поры, 17 - ядрышко, 18 -плазматическая мембрана (как у прокариот), 19 - конденсированный хроматин, 20 - цитоплазма, 21 - ядро, 22 - шероховатый эндоплазматический ретикулум, 23 - рибосомы (и полирибосомы), 24 - митохондрии, 25 - кристы

КЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ - постоянные, жизненно важные составные части цитоплазмы клеток. Существуют органеллы (органоиды), характерные для всех клеток: митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть. Однако имеются органеллы, свойственные только определённым клеткам (например, растительным) - пластиды. Жгутики и реснички также существуют далеко не во всех клетках (широко они представлены в классе Жгутиконосцев в типе Саркомастигофоры). Размеры органелл варьируются от 20 нм до 10 мкм. К крупным органеллам можно отнести ядра, митохондрии, хлоропласты - их диаметр колеблется от 1 до 10 мкм. К мелким органеллам относят, например, рибосомы, их размер составляет примерно 20 нм.

КЛИНА - постепенное и в основном непрерывное изменение признака в серии смежных популяций.

КОАЦЕРВАТЫ - коллоидные гели, образованные при смешивании белков и других высокомолекулярных соединений. Коллоид представляет собой дисперсную систему, обладающую свойствами как раствора, так и суспензии. Согласно идее А. И. Опарина, возникновение коацерватов в первичном океаническом «бульоне» и было тем центральным событием, которое предшествовало началу биогенеза, т.е. подлинной биологической эволюции на уровне первичной клеточной структуры. Коацерваты могли поглощать из окружающей среды различные органические вещества, в том числе ферменты, что обеспечивало их способность к первичному обмену веществ со средой, а уже функционирующий естественный отбор способствовал выживанию наиболее устойчивых коацерватных систем.

КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ (аппарат Гольджи) - внутриклеточная структура, представленная собранными в стопки дисковидными мембранами (диктиосомами) и связанными с ними многочисленными пузырьками. Эта органелла располагается обычно между шероховатым эндоплазматическим ретикулумом и плазматической мембраной. Диктиосомы представляют собой стопку плоских, не соприкасающихся друг с другом дисковидных цистерн, ограниченных мембранами. Часто по краям диктиосомы могут переходить в ветвящиеся трубочки. Число диктиосом в клетке колеблется от одной до нескольких десятков. В диктиосомах синтезируются полисахариды. Пузырьки Гольджи транспортируют их. В аппарате Гольджи также происходит модификация белков, предназначенных для секреции во внеклеточную среду или для включения в плазмалемму. По-видимому, аппарат Гольджи принимает участие в образовании вакуолей и в строительстве клеточной стенки у растений. Комплекс Гольджи назван в честь итальянского учёного К. Гольджи, впервые описавшего его.

КОМПЛЕМЕНТАРНЫЕ ГЕНЫ - неаллельные гены, которые при совместном проявлении обусловливают развитие нового признака.

КОНВЕРГЕНЦИЯ - процесс появления сходных черт анатомо-морфологического строения, физиологических и поведенческих реакций у далёких в систематическом плане, но обитающих в сходных условиях среды таксо-нов. Примером конвергенции можно назвать сходный габитус агав и алоэ, не родственных растений, произрастающих на разных континентах, но в одинаково засушливом климате. Ещё один пример - сходная форма тела водных обитателей акул (рыб) и китов (млекопитающих). Органы, приобретшие сходство в ходе конвергенции, принято называть аналогичными, а само явление конвергенции на основе гомологичных органов - параллелизмом.

КОФЕРМЕНТЫ - вещества, присоединение которых к специфическим белкам ведёт к образованию каталитически активных комплексов, ферментов.

КРОССИНГОВЕР - явление, при котором гомологичные хромосомы в процессе мейоза перекрещиваются и обмениваются участками. В результате кроссинговера возникают качественно новые хромосомы.