Клеточная теория строения организмов

Вопрос 1. Подготовьте сообщение или презентацию «История открытия клетки».

Цитология - наука, занимающаяся изучением клетки (от греч. citos - клетка). Клетка - основная форма организации живой материи, ее элементарная единица. По мнению ученых, первые клетки появились на Земле приблизительно 3,5 млрд. лет назад в результате спонтанного объединения молекул белков, нуклеиновых кислот и некоторых других веществ, формирования вокруг этих молекул оболочки. Вне клетки нет жизни. Все организмы, обитающие на Земле, за исключением вирусов, имеют клеточное строение. Но и вирусы проявляют свойства живого, только проникнув в живую клетку. Впервые увидел и описал клетку английский ученый - физик Р. Гук (1665 г.). Это были клетки коры пробкового дерева. Он же ввел в биологию термин «клетка». Его описания послужили толчком для появления систематических исследований анатомии растений (М. Мальпиги, 1671 г.; Н. Грю, 1671 г.), которые подтвердили наблюдения Роберта Гука и показали, что разнообразные части растений состоят из тесно расположенных «пузырьков», или «мешочков». Позднее А. Левенгук (1680 г.) открыл мир одноклеточных организмов и впервые увидел клетки животных (эритроциты). Позднее клетки животных были описаны Ф. Фонтана (1781 г.); но эти и другие многочисленные исследования не привели в то время к пониманию универсальности клеточного строения, к четким представлениям о том, что же являет собой клетка. Прогресс в изучении микроанатомии и клетки связан с развитие 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 (Я. Пуркине, 1830 г.). В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки - ядро (Браун, 1833 г.). Однако обобщение основных представлений о клеточном строении живых организмов, известное как клеточная теория, было сформулировано лишь в 1838-1839 гг. ботаником М. Шлейденом и зоологом Т. Шванном . «Заслуга Т. Шванна заключалась не в том, что он открыл клетки как таковые, а в том, что он научил исследователей понимать их значение» (Вальдейер, 1909 г. ). Дальнейшее развитие эти представления получили в работах Р. Вирхова (1858 г.). Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал довольно длительный (более трехсот лет) период накопления наблюдений над строением различных одноклеточных и многоклеточных организмов растений и животных. Этот период был связан с развитием применения и усовершенствования различных оптических методов исследований. Создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном (1838-1839 гг.) стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии, послужила фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она дала основы для понимания жизни, для объяснения родственной взаимосвязи организмов, для понимания индивидуального развития.

Клетка - структурная и функциональная единица живой материи, способная к саморегуляции, к самостоятельному воспроизведению (независимо от других живых структур).

Вопрос 2. Изложите основные положения современной клеточной теории.

Современная клеточная теория исходит из того, что клеточная структура является главнейшей формой существования жизни, присущей всем живым организмам, кроме вирусов. Совершенствование клеточной структуры явилось главным направлением эволюционного развития как у растений, так и у животных, и клеточное строение прочно удержалось у большинства современных организмов. Вместе с тем должны быть подвергнуты переоценке догматические и методологически неправильные положения клеточной теории: Клеточная структура является главной, но не единственной формой существования жизни. Неклеточными формами жизни можно считать вирусы. Правда, признаки живого (обмен веществ, способность к размножению и т. п.) они проявляют только внутри клеток, вне клеток вирус является сложным химическим веществом. По мнению большинства учёных, в своём происхождении вирусы связаны с клеткой, являются частью её генетического материала, «одичавшими» генами.

Основные положения современной клеточной теории:

• все живые организмы (за исключением вирусов) состоят из клеток и продуктов их жизнедеятельности;

• все клетки в основном сходны по химическому составу, строению, обмену веществ; •

• новые клетки образуются путем деления существовавших ранее клеток;

• активность организма как целого слагается из активности и взаимодействия отдельных клеток.

Вопрос 3. Согласны ли вы с утверждением, что клеточная теория не могла быть создана одним человеком, её появление — результат труда многих поколений учёных? Объясните свою точку зрения.

Я согласен с этим выражением, так как над созданием современной клеточной теории трудилось большое количество ученых.

Открытие клетки принадлежит английскому ученому Р. Гуку, который в 1665 г. в сконструированном им микроскопе впервые рассматривал тонкий срез пробки. На срезе четко просматривалась структура, похожая на пчелиные соты, построенные из ячеек. Элементы тонкого слоя пробки Р. Гук назвал латинскими словом, что означает ячейка, или клетка. Значительный вклад в изучение клетки внес А. Левенгук, открывший в 1674 г. одноклеточные организмы, в том числе бактерии. В 1831 г. английский ботаник Р. Броун обнаружил в клетках ядро. Это открытие послужило важной предпосылкой для установления сходства между клетками растений и животных.

В 1838-1839 гг. немецкие ученые ботаник М. Шлейден и зоолог Т. Шванн обобщили имевшиеся знания о клетке в единую теорию, утверждавшую, что клетки, содержащие ядра, представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ.

Клеточная теория получила дальнейшее развитие в трудах немецкого ученого Р. Вирхова, внесшего в 1858 г. существенное дополнение: клетка может возникнут только из предшествующей клетки в результате ее деления. Кроме того, русский ученый К. Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое развитие из одной клетки. Это открытие показало, что клетка не только единица строения, но и единица развития всех живых организмов.

Идея о том, что все организмы построены из клеток стала одним из наиболее важных теоретических достижений в истории биологии, поскольку создала единую основу для изучения всех живых существ. На клеточном уровне даже наиболее отдаленные виды весьма схожи по строению и биохимическим свойствам, что указывает на общность их происхождения и эволюционного развития.

Дальнейшие успехи науки о клетке связаны с усовершенствованием приборов и развитием физических и химических методов исследования. Комплексное использование электронного микроскопирования и микрохимических методов анализа позволило в мельчайших деталях изучить строение и химический состав всех структурных компонентов клетки ядра, митохондрий, хлоропластов, рибосом и др. Кроме того, это дало возможность доказать неразрывную связь между структурой клетки и ее функцией.

С самого начала развития представлений о клеточном строении возникал вопрос о соотношении клетки и целого организма. С одной стороны, предполагалось, что жизнедеятельность организма представляет собой сумму функционирующих клеток, с другой утверждалось, что их существование является качественно отличным и обусловлено жизненной силой. Благодаря открытию митотического деления и молекулярной биологии сформировали современные представления о структуре и функциях клетки, о клеточном уровне в иерархии живой природы.

Вопрос 4. Почему существование неклеточной формы жизни — вирусов — не противоречит основным положениям клеточной теории?

Клеточная структура является главной, но не единственной формой существования жизни. Неклеточными формами жизни можно считать вирусы. Правда, признаки живого (обмен веществ, способность к размножению и т. п.) они проявляют только внутри клеток, вне клеток вирус является сложным химическим веществом. По мнению большинства учёных, в своём происхождении вирусы связаны с клеткой, являются частью её генетического материала, «одичавшими» генами.

Вопрос 5. Почему создание клеточной теории зависело от развития и совершенствования техники?

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.