Osnivač ćelijske teorije. Istorija stvaranja ćelijske teorije

Istorija stvaranja ćelijske teorije KUKE (Hooke) Roberta (18. jula 1635, Freshwater, Isle of Wight - 3. marta 1703, London) Prva osoba koja je videla ćelije bio je engleski naučnik Robert Hooke (nama poznat zahvaljujući Hookeovom zakonu). Godine 1665, pokušavajući da shvati zašto balsa drvo tako dobro lebdi, Hooke je počeo da ispituje tanke delove plute koristeći mikroskop koji je unapredio. Otkrio je da je pluta podijeljena na mnogo sićušnih ćelija, nalik saću, izgrađenih od ćelija koje su ga podsjećale na manastirske ćelije, te je te ćelije nazvao ćelijama (na engleskom cell znači “ćelija, ćelija, kavez”). U stvari, Robert Hooke je vidio samo membrane biljnih stanica. Ovako su izgledale ćelije pod Hookeovim mikroskopom.

Istorija stvaranja ćelijske teorije Leeuwenhoek, Anthony van (24. 10. 1632, Delft - 26. 08. 1723, ibid.), holandski prirodnjak. Purkyne Jan Evangelista (17.12.1787, Libochovice – 28.07.1869, Prag), češki fiziolog. Brown, Robert (21. decembra 1773., Montrose - 10. juna 1858., London), škotski botaničar Godine 1680., holandski majstor Anthony van Leeuwenhoek (1632–1723) prvi je vidio u kapi vode “životinje” - pokretne žive organizme - jednoćelijski organizmi (bakterije). Prvi mikroskopisti su, nakon Hookea, obraćali pažnju samo na ćelijske membrane. Nije ih teško razumjeti. Mikroskopi su u to vreme bili nesavršeni i davali su malo uvećanje. Dugo vrijeme Membrana se smatrala glavnom strukturnom komponentom ćelije. Tek 1825. češki naučnik J. Purkinė (1787 -1869) skrenuo je pažnju na polutečni želatinozni sadržaj ćelija i nazvao ga protoplazmom (sada se zove citoplazma). Tek 1833. godine, engleski botaničar R. Brown (1773. -1858.), otkrivač haotičnog toplotnog kretanja čestica (kasnije nazvan Braunovskim u njegovu čast), otkrio je jezgra u ćelijama. Brown je tih godina bio zainteresiran za strukturu i razvoj čudnih biljaka - tropskih orhideja. Napravio je rezove ovih biljaka i pregledao ih uz pomoć mikroskopa. Brown je prvo primijetio neke čudne, neopisane sferne strukture u centru ćelija. On je ovu ćelijsku strukturu nazvao jezgrom.

Istorija nastanka ćelijske teorije Schleiden (Schleiden) Matthias Jacob (04.05.1804, Hamburg - 23.06.1881, Frankfurt na Majni), nemački botaničar. Istovremeno, njemački botaničar M. Schleiden ustanovio je da biljke imaju ćelijsku strukturu. Braunovo otkriće poslužilo je kao ključ za Šlajdenovo otkriće. Činjenica je da su često membrane ćelija, posebno mladih, slabo vidljive kroz mikroskop. Druga stvar su jezgra. Lakše je otkriti jezgro, a potom i ćelijsku membranu. Schleiden je to iskoristio. Počeo je metodično pregledavati kriške, tražeći jezgra, zatim školjke, ponavljajući sve iznova na kriškama različitih organa i dijelovi biljaka. Nakon skoro pet godina metodičkog istraživanja, Schleiden je završio svoj rad. On je uvjerljivo dokazao da su svi biljni organi ćelijske prirode. Schleiden je potkrijepio svoju teoriju o biljkama. Ali i dalje je bilo životinja. Kakva je njihova struktura Da li je moguće govoriti o jednom zakonu ćelijske strukture za sva živa bića? Zaista, zajedno sa studijama koje su dokazivale ćelijsku strukturu životinjskih tkiva, postojali su radovi u kojima je ovaj zaključak bio oštro osporavan. Prilikom izrade presjeka kostiju, zuba i niza drugih životinjskih tkiva, naučnici nisu vidjeli nikakve ćelije. Da li su se ranije sastojale od ćelija? Kako su se promijenili? Odgovor na ova pitanja dao je drugi njemački naučnik, T. Schwann, koji je stvorio ćelijsku teoriju strukture životinjskih tkiva. Schwanna je na ovo otkriće potaknuo Schleiden koji je Schwannu dao dobar kompas - jezgro. Schwann je u svom radu koristio istu tehniku ​​- prvo tražiti jezgre ćelija, a zatim njihove membrane. U rekordnom roku - za samo godinu dana - Schwann je završio svoj titanski rad i već 1839.: objavio je rezultate u radu “ Mikroskopske studije o korespondenciji u građi i rastu životinja i biljaka”, gdje su formulisani osnovni principi ćelijske teorije Schwann Theodora (07.12.1810, Neuss - 11.01.1882, Keln), njemačkog fiziologa.

Istorijat nastanka ćelijske teorije Glavne odredbe ćelijske teorije prema M. Schleidenu i T. Schwannu 1. Svi organizmi se sastoje od identičnih dijelova - ćelija; formiraju se i rastu po istim zakonima. 2. Opšti princip razvoj za elementarne dijelove tijela - formiranje ćelija. 3. Svaka ćelija u određenim granicama je individua, neka vrsta nezavisne celine. Ali ti pojedinci djeluju zajedno tako da nastaje harmonična cjelina. Sva tkiva se sastoje od ćelija. 4. Procesi koji se odvijaju u biljnim ćelijama mogu se svesti na sledeće: 1) nastanak novih ćelija; 2) povećanje veličine ćelije; 3) transformacija ćelijskog sadržaja i zadebljanje ćelijski zid. Nakon toga, činjenica o ćelijskoj strukturi svih živih organizama postala je nepobitna. Dalja istraživanja su pokazala da je moguće pronaći organizme koji se sastoje od ogromnog broja ćelija; organizmi koji se sastoje od ograničenog broja ćelija; konačno, oni čije je cijelo tijelo predstavljeno samo jednom ćelijom. Acelularni organizmi ne postoje u prirodi. T. Schwann i M. Schleiden pogrešno su vjerovali da ćelije u tijelu nastaju iz primarne nećelijske supstance.

Istorija stvaranja Virchowove ćelijske teorije (Virchow) Rudolf Ludwig Karl (13.10.1821, Schiefelbein, Pomeranija - 05.09.1902, Berlin) Karl Maksimovič Baer (17.2.1792., imanje Piib - 16 /28/11 1876, Tartu) Schleiden (Schleiden) Matija Jakov (04.05.1804, Hamburg - 23.06.1881, Frankfurt na Majni) Kasnije je Rudolf Vikhrov (1858.) formulisao jednu od najvažnijih odredbi ćelijska teorija: „Svaka ćelija dolazi iz druge ćelije... Tamo gde nastaje ćelija, mora joj prethoditi ćelija, kao što životinja dolazi samo od životinje, biljka samo iz biljke.” Ćelija može nastati samo iz prethodne ćelije kao rezultat njene diobe. Akademik Ruske akademije nauka Karl Baer otkrio je jaje sisara i ustanovio da svi višećelijski organizmi počinju svoj razvoj iz jedne ćelije. Ovo otkriće je pokazalo da ćelija nije samo jedinica strukture, već i jedinica razvoja svih živih organizama. Ideja da su svi organizmi napravljeni od ćelija postala je jedno od najvažnijih teorijskih dostignuća u istoriji biologije, jer je stvorila jedinstvenu osnovu za proučavanje svih živih bića. Zoolog Schleiden ga je prvi put opisao 1873 indirektna podjelaživotinjske ćelije - "mitoza".

Istorija stvaranja ćelijske teorije Prve faze formiranja i razvoja koncepta ćelija 1. Poreklo koncepta ćelija 1665. - R. Hooke je prvi put ispitao deo plute pod mikroskopom, uveo pojam “ ćelija” 1680. - A. Leeuwenhoek otkrio jednoćelijske organizme 2. Teorija porijekla ćelije 1838., T. Schwan i M. Schleiden sumirali su znanje o ćeliji i formulirali glavne odredbe ćelijske teorije: Svi biljni i životinjski organizmi sastoje se od ćelija koje su slične po strukturi. 3. Razvoj ćelijske teorije 1858 - R. Vikhrov je tvrdio da svaki nova ćelija dolazi samo iz ćelije kao rezultat njene deobe 1658 - K. Baer je ustanovio da svi organizmi počinju svoj razvoj iz jedne ćelije

ĆELIJA Ćelija je elementarna jedinica živog sistema. Specifične funkcije u ćeliji su raspoređene između organela - unutarćelijskih struktura. Unatoč raznolikosti oblika, ćelije različite vrste imaju zapanjujuće sličnosti u svojim glavnim strukturnim karakteristikama. Ćelija je elementarni živi sistem koji se sastoji od tri glavna strukturna elementa - membrane, citoplazme i jezgra. Citoplazma i jezgro formiraju protoplazmu. Gotovo sva tkiva višećelijskih organizama sastoje se od ćelija. S druge strane, sluzave plijesni sastoje se od nerazdvojene ćelijske mase s mnogo jezgara. Sluzavi kalupi. Gornji red, s lijeva na desno: Physarium citrinum, Arcyria cinerea, Physarum polycephalum. Donji red, s lijeva na desno: Stemonitopsis gracilis, Lamproderma arcyrionema, Diderma effusum Srčani mišić životinja je strukturiran na sličan način. Brojne strukture tijela (školjke, biseri, mineralna osnova kostiju) ne formiraju ćelije, već proizvodi njihovog lučenja.

ĆELIJA Mali organizmi mogu se sastojati od samo nekoliko stotina ćelija. Ljudsko tijelo uključuje 1014 ćelija. Najmanja ćelija trenutno poznata ima veličinu od 0,2 mikrona, a najveća - neoplođeno jaje Aepornis - teži oko 3,5 kg. S lijeve strane je Aepyornis, istrijebljen prije nekoliko stoljeća. Desno je njegovo jaje, pronađeno na Madagaskaru.Tipične veličine biljnih i životinjskih ćelija kreću se od 5 do 20 mikrona. Štaviše, obično ne postoji direktna veza između veličine organizama i veličine njihovih ćelija. Da bi se održala potrebna koncentracija tvari, stanica mora biti fizički odvojena od svoje okoline. Istovremeno, vitalna aktivnost tijela uključuje intenzivan metabolizam između stanica. Ulogu barijere između stanica igra plazma membrana. Unutrašnja strukturaćelije su dugo bile misterija za naučnike; vjerovalo se da membrana ograničava protoplazmu - neku vrstu tekućine u kojoj se odvijaju svi biohemijski procesi. Zahvaljujući elektronskoj mikroskopiji otkrivena je misterija protoplazme, a sada je poznato da se unutar ćelije nalazi citoplazma, u kojoj su prisutne različite organele, i genetski materijal u obliku DNK, sakupljen uglavnom u jezgru (kod eukariota) .

STANIČNA STRUKTURA Ćelijska struktura je jedan od važnih principa klasifikacije organizama. Struktura životinjske ćelije Struktura biljne ćelije

NUKLEUS Jezgro je prisutno u ćelijama svih eukariota sa izuzetkom crvenih krvnih zrnaca sisara. Neke protozoe imaju dva jezgra, ali u pravilu ćelija sadrži samo jedno jezgro. Jezgro obično poprima oblik lopte ili jajeta; po veličini (10-20 µm) najveća je od organela. Jezgro je od citoplazme ograničeno nuklearnim omotačem, koji se sastoji od dvije membrane: vanjske i unutrašnje, koje imaju istu strukturu kao plazma membrana. Između njih je uski prostor ispunjen polutečnom materijom. Kroz mnoge pore u nuklearnoj ovojnici odvija se izmjena tvari između jezgre i citoplazme (posebno oslobađanje mRNA u citoplazmu). Vanjska membrana je često prošarana ribosomima koji sintetiziraju proteine. Jezgro stanice Ispod nuklearne membrane nalazi se karioplazma (nuklearni sok) u koju ulaze tvari iz citoplazme. Karioplazma sadrži hromatin, supstancu koja nosi DNK, i jezgre. Nukleolus je zaobljena struktura unutar jezgra u kojoj se formiraju ribosomi. Skup hromozoma sadržan u hromatinu naziva se hromozomski skup. Broj hromozoma u somatskim ćelijama je diploidni (2 n), za razliku od zametnih ćelija koje imaju haploidni skup hromozoma (n). Najvažnija funkcija nukleusa je očuvanje genetskih informacija. Kada se ćelija podeli, jezgro se takođe deli na dva dela, a DNK u njoj se kopira (replicira). Zahvaljujući tome, sve ćelije kćeri takođe imaju jezgra.

CITOPLAZMA I NJENI ORGANoidi Citoplazma je vodena supstanca - citosol (90% vode), u kojoj se nalaze različite organele, kao i nutrijenti (u obliku pravih i koloidnih rastvora) i nerastvorljivi otpad metaboličkih procesa. Glikoliza i sinteza se odvijaju u citosolu masne kiseline, nukleotidi i druge supstance. Citoplazma je dinamička struktura. Organele se pomeraju, a ponekad je primetna cikloza - aktivno kretanje, što uključuje svu protoplazmu. Organele karakteristične i za životinjske i za biljne ćelije. Mitohondrije se ponekad nazivaju "ćelijskim elektranama". To su spiralne, okrugle, izdužene ili razgranate organele, čija dužina varira u rasponu od 1,5-10 µm, a širina - 0,25-1 µm. Mitohondrije mogu promijeniti svoj oblik i preseliti se u ona područja ćelije gdje je potreba za njima najveća. Ćelija sadrži do hiljadu mitohondrija, a taj broj uvelike zavisi od aktivnosti ćelije. Svaki mitohondrij je okružen s dvije membrane, koje sadrže RNK, proteine ​​i mitohondrijsku DNK, koja je uključena u sintezu mitohondrija zajedno s nuklearnom DNK. Unutrašnja membrana je presavijena u nabore zvane kriste. Moguće je da su mitohondrije nekada bile bakterije koje se slobodno kreću i koje su, slučajno ušle u ćeliju, ušle u simbiozu sa domaćinom. Najvažnija funkcija mitohondrija je sinteza ATP-a, koja nastaje uslijed oksidacije organska materija. Mitohondrije

ENDOPLAZMATIČKI RETIKULUM I RIBOZOMI Endoplazmatski retikulum: glatke i granularne strukture. Pored nje je fotografija sa uvećanjem od 10.000 puta Endoplazmatski retikulum je mreža membrana koje prodiru u citoplazmu eukariotskih ćelija. Može se posmatrati samo korišćenjem elektronski mikroskop. Endoplazmatski retikulum povezuje organele jedni s drugima i kroz njega se odvija transport. hranljive materije. Glatki ER ima izgled cijevi, čiji su zidovi membrane slične strukture plazma membrani. Obavlja sintezu lipida i ugljikohidrata. Postoji mnogo ribozoma koji se nalaze na membranama kanala i šupljina granularnog ER; ovaj tip Mreža je uključena u sintezu proteina Ribosomi su male (15-20 nm u prečniku) organele koje se sastoje od r-RNA i polipeptida. Najvažnija funkcija ribozoma je sinteza proteina. Njihov broj u ćeliji je veoma velik: hiljade i desetine hiljada. Ribosomi mogu biti povezani sa endoplazmatskim retikulumom ili biti u slobodnom stanju. Proces sinteze obično uključuje više ribozoma istovremeno, ujedinjenih u lance zvane poliribozomi.

GOLGI APARAT I LIZOZOMI Golgijev aparat je skup membranskih vrećica (cisterne) i pripadajući sistem vezikula. Na vanjskoj, konkavnoj strani hrpe vezikula (izgleda da pupaju iz glatkog endoplazmatskog retikuluma), stalno se formiraju nove cisterne, na unutra rezervoari se ponovo pretvaraju u mehuriće. Glavna funkcija Golgijevog aparata je transport tvari u citoplazmu i ekstracelularno okruženje, kao i sinteza masti i ugljikohidrata, posebno glikoproteina mucina koji stvara sluz, kao i vosak, guma i biljni ljepilo. Golgijev aparat je uključen u rast i obnavljanje plazma membrane i u formiranje lizosoma. Lizozomi su membranske vrećice ispunjene probavnim enzimima. U životinjskim stanicama ima posebno mnogo lizosoma; ovdje je njihova veličina desetinke mikrometra. Lizosomi razgrađuju hranjive tvari, probavljaju bakterije koje su ušle u ćeliju, luče enzime i probavom uklanjaju nepotrebne dijelove stanice. Lizosomi su također "sredstvo samoubistva" stanice: u nekim slučajevima (na primjer, kada punoglavac umre), sadržaj lizosoma se oslobađa u ćeliju i ona umire. Lizozomi

Centrioles Cell citoskelet. Mikrofilamenti su obojeni plavom bojom, mikrotubule su obojene zeleno, međuvlakna su obojena crvenom bojom Biljne ćelije sadrže sve organele koje se nalaze u životinjskim ćelijama (osim centriola). Međutim, oni također sadrže strukture karakteristične samo za biljke.

Unatoč izuzetno važnim otkrićima 17. - 18. stoljeća, ostalo je otvoreno pitanje da li su ćelije dio svih dijelova biljaka i da li se od njih ne grade samo biljni već i životinjski organizmi. Tek 1838-1839. ovo pitanje su konačno riješili njemački naučnici, botaničar Matijas Šlajden i fiziolog Teodor Švan. Stvorili su takozvanu ćelijsku teoriju. Njegova suština je bila u konačnom prepoznavanju činjenice da se svi organizmi, i biljni i životinjski, od najnižeg do najstrože organizovanog, sastoje od najjednostavnijih elemenata - ćelija (sl. 1.)

Dalje odvajanje rastvorljivih enzima, DNK i RNK može se postići elektroforezom.

Glavne odredbe ćelijske teorije na savremenom nivou razvoja biologije mogu se formulisati na sledeći način: Ćelija je elementarni živi sistem, osnova strukture, životne aktivnosti, reprodukcije i individualnog razvoja prokariota i eukariota. Izvan ćelije nema života. Nove ćelije nastaju samo dijeljenjem već postojećih ćelija. Ćelije svih organizama slične su strukture i hemijski sastav. Rast i razvoj višećelijskog organizma posljedica je rasta i razmnožavanja jedne ili više izvornih stanica. Ćelijska struktura organizama je dokaz da sva živa bića imaju jedno porijeklo.

, biljke i bakterije imaju sličnu strukturu. Kasnije su ovi zaključci postali osnova za dokazivanje jedinstva organizama. T. Schwann i M. Schleiden uveli su u nauku temeljni koncept ćelije: nema života izvan ćelija.

Ćelijska teorija je više puta dopunjavan i uređivan.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Citološke metode. Ćelijska teorija. Video čas biologije 10. razred

✪ Ćelijska teorija | Biologija 10. razred #4 | Info lekcija

✪ Tema 3, prvi dio. CITOLOGIJA. ĆELIJSKA TEORIJA. STRUKTURA MEMBRANE.

✪ Ćelijska teorija | Struktura ćelije | biologija (2. dio)

✪ 7. Ćelijska teorija (istorija + metode) (9. ili 10-11. razred) - biologija, priprema za Jedinstveni državni ispit i Jedinstveni državni ispit 2018.

Titlovi

Odredbe Schleiden-Schwannove ćelijske teorije

Kreatori teorije formulirali su njene glavne odredbe na sljedeći način:

• Ćelija je elementarna strukturna jedinica strukture svih živih bića.
• Ćelije biljaka i životinja su nezavisne, homologne jedna drugoj po porijeklu i strukturi.

Osnovne odredbe moderne ćelijske teorije

Link i Moldnhower su ustanovili prisustvo nezavisnih zidova u biljnim ćelijama. Ispada da je ćelija određena morfološki odvojena struktura. G. Mol je 1831. dokazao da se čak i takve naizgled nećelijske biljne strukture kao što su cijevi koje nose vodu razvijaju iz ćelija.

F. Meyen u “Phytotomy” (1830) opisuje biljne ćelije, koje su “ili pojedinačne, tako da svaka ćelija predstavlja posebnu jedinku, kao što se nalazi u algama i gljivama, ili se, formirajući više organizirane biljke, spajaju u više ili manje značajne mase.” Meyen naglašava nezavisnost metabolizma svake ćelije.

Godine 1831. Robert Brown opisuje jezgro i sugerira da je to konstanta sastavni dio biljna ćelija.

Škola Purkinje

Godine 1801. Vigia je uveo koncept životinjskog tkiva, ali je izolovao tkivo na osnovu anatomske disekcije i nije koristio mikroskop. Razvoj ideja o mikroskopskoj strukturi životinjskih tkiva povezan je prvenstveno sa Purkinjeovim istraživanjima, koji je osnovao svoju školu u Breslauu.

Purkinje i njegovi učenici (posebno treba istaći G. Valentina) identifikovani su u prvom i većini opšti pogled mikroskopska struktura tkiva i organa sisara (uključujući ljude). Purkinje i Valentin su upoređivali pojedinačne biljne ćelije sa pojedinačnim mikroskopskim strukturama tkiva životinja, koje je Purkinje najčešće nazivao „zrnima“ (za neke životinjske strukture njegova škola je koristila termin „ćelija“).

Godine 1837. Purkinje je održao niz govora u Pragu. U njima je iznio svoja zapažanja o strukturi želučanih žlijezda, nervni sistem itd. U tabeli priloženoj uz njegov izvještaj date su jasne slike nekih ćelija životinjskog tkiva. Ipak, Purkinje nije mogao da uspostavi homologiju biljnih i životinjskih ćelija:

• prvo, pod zrnima je shvatio ili ćelije ili ćelijska jezgra;
• drugo, termin "ćelija" je tada shvaćen doslovno kao "prostor omeđen zidovima".

Purkinje je izvršio poređenje biljnih ćelija i životinjskih „zrnaca” u smislu analogije, a ne homologije ovih struktura (razumevajući pojmove „analogija” i „homologija” u modernom smislu).

Müllerova škola i Schwannov rad

Druga škola u kojoj se proučavala mikroskopska struktura životinjskog tkiva bila je laboratorija Johannesa Müllera u Berlinu. Müller je proučavao mikroskopsku strukturu dorzalne žice (notokorda); njegov učenik Henle objavio je studiju o crijevnom epitelu, u kojoj je opisao njegove različite tipove i njihovu ćelijsku strukturu.

Klasično istraživanje Theodora Schwanna je provedeno ovdje, postavljajući temelje za ćelijsku teoriju. Švanov rad je bio pod jakim uticajem škole Purkinje i Henlea. Schwann pronađen ispravan princip poređenje biljnih ćelija i elementarnih mikroskopskih struktura životinja. Schwann je uspio uspostaviti homologiju i dokazati podudarnost u strukturi i rastu elementarnih mikroskopskih struktura biljaka i životinja.

Značaj jezgra u Schwannovoj ćeliji potaknut je istraživanjem Matthiasa Schleidena, koji je 1838. objavio svoje djelo “Materijali o fitogenezi”. Stoga se Schleiden često naziva koautorom ćelijske teorije. Osnovna ideja stanične teorije - korespondencija biljnih stanica i elementarnih struktura životinja - bila je strana Šleidenu. Formulirao je teoriju stvaranja novih stanica iz bezstrukturne tvari, prema kojoj se prvo iz najsitnije granularnosti kondenzira nukleolus, a oko njega se formira jezgro koje je tvorac stanice (citoblast). Međutim, ova teorija je bila zasnovana na netačnim činjenicama.

Schwann je 1838. objavio 3 preliminarna izvještaja, a 1839. pojavio se njegov klasični rad "Mikroskopske studije o korespondenciji u strukturi i rastu životinja i biljaka", čiji sam naslov izražava glavnu ideju ćelijske teorije:

• U prvom dijelu knjige ispituje građu notohorda i hrskavice, pokazujući da se i njihove elementarne strukture - ćelije - razvijaju na isti način. On dalje dokazuje da su mikroskopske strukture drugih tkiva i organa životinjskog tijela također ćelije, sasvim uporedive sa ćelijama hrskavice i notohorde.
• Drugi dio knjige poredi biljne i životinjske ćelije i pokazuje njihovu korespondenciju.
• U trećem dijelu razvijaju se teorijske pozicije i formulišu principi ćelijske teorije. Upravo su Schwannova istraživanja formalizirala ćelijsku teoriju i dokazala (na nivou znanja tog vremena) jedinstvo elementarne strukture životinja i biljaka. Schwannova glavna greška bilo je mišljenje koje je iznio, slijedeći Schleidena, o mogućnosti nastanka ćelija iz bezstrukturne nećelijske materije.

Razvoj ćelijske teorije u drugoj polovini 19. veka

Od 1840-ih godina 19. stoljeća, proučavanje ćelije je postalo fokus pažnje cijele biologije i brzo se razvijalo, postajući samostalna grana nauke - citologija.

Za dalji razvojćelijska teorija, njeno proširenje na protiste (protozoe), koji su bili prepoznati kao slobodno živeće ćelije, bila je bitna (Siebold, 1848).

U ovom trenutku se mijenja ideja o sastavu ćelije. Pojašnjava se sekundarni značaj ćelijske membrane, koja je ranije bila prepoznata kao najbitniji dio ćelije, a u prvi plan se stavlja značaj protoplazme (citoplazme) i ćelijskog jezgra (Mol, Cohn, L. S. Tsenkovsky, Leydig , Huxley), što se odražava u definiciji ćelije koju je dao M. Schulze 1861. godine:

Ćelija je gruda protoplazme u kojoj se nalazi jezgro.

Godine 1861. Brücko je iznio teoriju o složenoj strukturi stanice koju definira kao "elementarni organizam" i dodatno razjasnio teoriju o formiranju stanica iz bezstrukturne supstance (citoblastem), koju su razvili Schleiden i Schwann. Otkriveno je da je metoda formiranja novih stanica dioba stanica, koju je Mohl prvi proučavao na filamentoznim algama. Studije Negelija i N. I. Zhelea odigrale su veliku ulogu u opovrgavanju teorije citoblastema koristeći botanički materijal.

Podjelu stanica tkiva kod životinja otkrio je 1841. Remak. Pokazalo se da je fragmentacija blastomera niz uzastopnih podjela (Bishtuf, N.A. Kölliker). Ideju o univerzalnom širenju ćelijske diobe kao načina stvaranja novih stanica R. Virchow je izrazio u obliku aforizma:

"Omnis cellula ex cellula."
Svaka ćelija od ćelije.

U razvoju ćelijske teorije u 19. veku, oštro su se pojavile kontradikcije, koje odražavaju dvojaku prirodu ćelijske teorije, koja se razvijala u okviru mehaničkog pogleda na prirodu. Već kod Schwanna postoji pokušaj da se organizam posmatra kao zbir ćelija. Ova tendencija dobija poseban razvoj u Virchowovoj "ćelijskoj patologiji" (1858).

Virchowovi radovi imali su kontroverzan uticaj na razvoj ćelijske nauke:

• On je proširio ćelijsku teoriju na područje patologije, što je doprinijelo priznavanju univerzalnosti ćelijske teorije. Virchowovi radovi su konsolidirali odbacivanje teorije citoblastema od strane Schleidena i Schwanna i skrenuli pažnju na protoplazmu i jezgro, koji su prepoznati kao najvažniji dijelovi ćelije.
• Virchow je usmjerio razvoj ćelijske teorije putem čisto mehaničke interpretacije organizma.
• Virchow je uzdigao ćelije na nivo samostalnog bića, zbog čega se organizam ne smatra kao cjelina, već jednostavno kao zbir ćelija.

XX vijek

Ćelijska teorija iz druge polovine 19. veka dobija sve više metafizički karakter, ojačana Vervornovom "ćelijskom fiziologijom", koja je smatrala da svaki fiziološki proces, koji se javlja u tijelu kao jednostavan zbir fizioloških manifestacija pojedinačnih ćelija. Na kraju ovog pravca razvoja ćelijske teorije pojavila se mehanička teorija „ćelijskog stanja“, uključujući Haekela kao zagovornika. Prema ovoj teoriji, tijelo se poredi sa državom, a njegove ćelije sa građanima. Takva teorija je u suprotnosti sa principom integriteta organizma.

Mehanistički pravac u razvoju ćelijske teorije bio je podvrgnut oštroj kritici. Godine 1860. I. M. Sechenov je kritizirao Virchowovu ideju o ćeliji. Kasnije su ćelijsku teoriju kritikovali i drugi autori. Najozbiljnije i najosnovnije zamjerke iznijeli su Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Češki histolog Studnicka (1929, 1934) je opširno kritikovao ćelijsku teoriju.

1930-ih, sovjetski biolog O. B. Lepešinskaja, na osnovu svojih istraživačkih podataka, iznijela je “novu ćelijsku teoriju” za razliku od “vierchowianizma”. Zasnovala se na ideji da se u ontogenezi ćelije mogu razviti iz neke nestanične žive supstance. Kritička provjera činjenica koje su iznijeli O. B. Lepeshinskaya i njeni sljedbenici kao osnovu za teoriju koju je iznijela nije potvrdila podatke o razvoju ćelijskih jezgara iz beznuklearne “žive materije”.

Moderna ćelijska teorija

Moderna ćelijska teorija pretpostavlja da je ćelijska struktura najvažniji oblik postojanje života, svojstvenog svim živim organizmima, osim virusima. Poboljšanje ćelijska struktura bio glavni fokus evolucioni razvoj u biljkama i životinjama, a ćelijska struktura je čvrsto zadržana u većini modernih organizama.

Istovremeno, dogmatske i metodološki netačne odredbe ćelijske teorije moraju se preispitati:

• Ćelijska struktura je glavni, ali ne i jedini oblik postojanja života. Virusi se mogu smatrati nećelijskim oblicima života. Istina, oni pokazuju znakove života (metabolizam, sposobnost reprodukcije, itd.) samo unutar ćelija; izvan ćelija virus je složen hemijski. Prema većini naučnika, virusi su po svom poreklu povezani sa ćelijom, oni su deo njenog genetskog materijala, „divlji“ geni.
• Pokazalo se da postoje dvije vrste stanica - prokariotske (ćelije bakterija i arhebakterija) koje nemaju jezgro ograničeno membranama i eukariotske (ćelije biljaka, životinja, gljiva i protista) koje imaju jezgro okruženo dvostruka membrana s nuklearnim porama. Postoje mnoge druge razlike između prokariotskih i eukariotskih ćelija. Većina prokariota nema organele unutrašnje membrane, a većina eukariota ima mitohondrije i hloroplaste. Prema teoriji simbiogeneze, ove poluautonomne organele su potomci bakterijskih ćelija. Dakle, eukariotska ćelija je sistem više visoki nivo organizacije, ne može se smatrati potpuno homolognom bakterijskoj ćeliji (bakterijska ćelija je homologna jednoj mitohondriji ljudske ćelije). Homologija svih ćelija je, dakle, svedena na prisustvo zatvorene spoljašnje membrane sačinjene od dvostrukog sloja fosfolipida (kod arhebakterija ima drugačiji hemijski sastav nego u drugim grupama organizama), ribozoma i hromozoma – naslednog materijala u oblik DNK molekula koji formira kompleks sa proteinima. To, naravno, ne negira zajedničko porijeklo svih ćelija, što potvrđuje i zajedništvo njihovog hemijskog sastava.
• Ćelijska teorija je posmatrala organizam kao zbir ćelija i rastvorila je manifestacije života organizma u zbiru manifestacija života njegovih sastavnih ćelija. Ovo je zanemarilo integritet organizma; zakoni cjeline su zamijenjeni zbirom dijelova.
• Smatrajući ćeliju univerzalnim strukturnim elementom, ćelijska teorija je smatrala ćelije tkiva i gamete, protiste i blastomere kao potpuno homologne strukture. Primjenjivost koncepta ćelije na protiste je kontroverzno pitanje u ćelijskoj teoriji u smislu da se mnoge složene višenuklearne ćelije protista mogu smatrati supracelularnim strukturama. U ćelijama tkiva, zametnim ćelijama i protistima manifestuje se opšta ćelijska organizacija, izražena u morfološkom odvajanju karioplazme u obliku jezgra, međutim, ove strukture se ne mogu smatrati kvalitativno ekvivalentnim, uzimajući sve njihove specifičnosti izvan koncepta “ćelija”. Konkretno, gamete životinja ili biljaka nisu samo ćelije višećelijskog organizma, već njihova posebna haploidna generacija. životni ciklus, koji ima genetske, morfološke, a ponekad i ekološke karakteristike i podliježe nezavisnom djelovanju prirodne selekcije. Istovremeno, gotovo sve eukariotske stanice nesumnjivo imaju zajedničko porijeklo i skup homolognih struktura - citoskeletni elementi, ribozomi eukariotskog tipa itd.
• Dogmatska ćelijska teorija ignorirala je specifičnost nećelijskih struktura u tijelu ili ih je čak priznavala, kao što je Virchow učinio, kao nežive. Naime, u tijelu, osim stanica, postoje višenuklearne supracelularne strukture (sincicije, simplasti) i međućelijska supstanca bez jezgre, koja ima sposobnost metabolizma i stoga je živa. Utvrditi specifičnost njihovih životnih manifestacija i njihov značaj za organizam zadatak je moderne citologije. Istovremeno, i multinuklearne strukture i ekstracelularna tvar pojavljuju se samo iz stanica. Sincicije i simplasti višećelijskih organizama su proizvod fuzije matičnih ćelija, a ekstracelularna tvar je proizvod njihovog lučenja, odnosno nastaje kao rezultat staničnog metabolizma.
• Problem dijela i cjeline je metafizički riješen ortodoksnom ćelijskom teorijom: sva pažnja je prebačena na dijelove organizma - ćelije ili „elementarne organizme“.

Integritet organizma rezultat je prirodnih, materijalnih odnosa koji su potpuno dostupni istraživanju i otkrivanju. Ćelije višećelijskog organizma nisu jedinke sposobne za samostalno postojanje (tzv. ćelijske kulture izvan tijela su umjetno stvoreni biološki sistemi). Po pravilu, samo one višećelijske ćelije koje daju nove individue (gamete, zigote ili spore) su sposobne za samostalan život i mogu se smatrati pojedinačnih organizama. Ćelija se ne može otrgnuti okruženje(kao, zapravo, svaki živi sistem). Usmjeravanje cjelokupne pažnje na pojedinačne stanice neminovno dovodi do ujedinjenja i mehaničkog razumijevanja organizma kao zbira dijelova.

Očišćena od mehanizama i dopunjena novim podacima, ćelijska teorija ostaje jedna od najvažnijih bioloških generalizacija.

1. Ko je vlasnik otkrića ćelije? Ko je autor i osnivač teorije ćelije? Ko je dopunio ćelijsku teoriju principom: “Svaka ćelija je iz ćelije”?

R. Virchow, R. Brown, R. Hooke, T. Schwann, A. van Leeuwenhoek.

Otkriće ćelije pripada R. Hookeu.

Princip “Svaka ćelija je iz ćelije” R. Virchow je dopunio ćelijsku teoriju.

2. Koji su naučnici dali značajan doprinos razvoju ideja o ćeliji? Navedite zasluge svakog od njih.

● R. Hooke – otkrivanje ćelije.

● A. van Leeuwenhoek - otkriće jednoćelijskih organizama, crvenih krvnih zrnaca, sperme.

● Ya. Purkin - otkriće jezgra u životinjskoj ćeliji.

● R. Brown - otkriće jezgra u biljnim ćelijama, zaključak da je jezgro bitna komponenta biljne ćelije.

● M. Schleiden - dokaz da je ćelija glavna strukturna jedinica biljaka.

● T. Schwann – zaključak da se sva živa bića sastoje od ćelija, kreacija ćelijske teorije.

● R. Virchow – dodatak ćelijskoj teoriji sa principom „Svaka ćelija je iz ćelije“.

3. Formulirati osnovne principe ćelijske teorije. Kakav je doprinos dala teorija ćelija razvoju prirodnonaučne slike svijeta?

1. Ćelija je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama, koja posjeduje sve znakove i svojstva živog bića.

2. Ćelije svih organizama slične su po građi, hemijskom sastavu i osnovnim manifestacijama životne aktivnosti.

3. Ćelije nastaju diobom prvobitne matične ćelije.

4. B višećelijski organizam stanice se specijaliziraju za funkciju i formiraju tkiva. Organi i sistemi organa građeni su od tkiva.

Ćelijska teorija je imala značajan uticaj na razvoj biologije i poslužila je kao temelj za dalji razvoj mnogih bioloških disciplina - embriologije, histologije, fiziologije itd. Osnovni principi ćelijske teorije zadržali su svoj značaj do danas.

4. Koristeći znanje stečeno proučavanjem biologije u 6-9 razredima, na primjerima dokazati valjanost četvrte tvrdnje ćelijske teorije.

Na primjer, unutrašnja (sluzna) sluznica ljudskog tankog crijeva sadrži ćelije pokrivni epitel, koji osiguravaju apsorpciju hranljivih materija i izvode zaštitna funkcija. Žljezdane epitelne ćelije luče digestivni enzimi i druge biološki aktivne supstance. Srednju (mišićnu) membranu formira glatko mišićno tkivo, čije ćelije rade motorna funkcija, što uzrokuje miješanje prehrambenih masa i njihovo kretanje prema debelom crijevu. Spoljnu ljusku formira vezivno tkivo koje obavlja zaštitnu funkciju i obezbeđuje vezanje tankog creva za zadnji zid stomak. dakle, tanko crijevo formirana od različitih tkiva, čije su stanice specijalizirane za obavljanje određenih funkcija. Zauzvrat, tanko crijevo, zajedno s drugim organima (jednjak, želudac, itd.) formira probavni sustav osoba.

Pokrivne ćelije kože lista obavljaju zaštitnu funkciju. Čuvarne i sekundarne ćelije formiraju stomatalne aparate koji obezbeđuju transpiraciju i razmenu gasova. Ćelije parenhima koje nose hlorofil vrše fotosintezu. Vene lista uključuju vlakna koja daju mehaničku čvrstoću i provodna tkiva, čiji elementi osiguravaju transport otopina. Posljedično, list (biljni organ) formiraju različita tkiva, čije stanice obavljaju određene funkcije.

5. Prije 1830-ih. Uvriježeno je vjerovanje da su ćelije "vreće" sa hranjivim sokom, dok se glavnim dijelom ćelije smatrala njena ljuska. Šta bi mogao biti razlog za ovu ideju o ćelijama? Koja su otkrića doprinijela promjeni ideja o strukturi i funkcioniranju stanica?

Snaga uvećanja tadašnjih mikroskopa nije omogućila detaljno proučavanje unutrašnjeg sadržaja ćelija, ali su njihove membrane bile jasno vidljive. Stoga su naučnici obraćali pažnju prvenstveno na oblik ćelija i strukturu njihovih membrana, a unutrašnji sadržaj smatrali „hranljivim sokom“.

Promjeni postojećih ideja o strukturi i funkcionisanju ćelija prvenstveno je olakšan rad J. Purkina (otkrio jezgro u jajetu ptica, uveo koncept „protoplazme“) i R. Browna (opisao jezgro u biljnim ćelijama , došao do zaključka da je bitan dio biljnih ćelija).

6. Dokazati da je ćelija osnovna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama.

Ćelija je izolirana, najmanja struktura koja ima sve osnovne karakteristike živog bića: metabolizam i energiju, samoregulaciju, razdražljivost, sposobnost rasta, razvoja i reprodukcije, pohranjivanja nasljednih informacija i prijenosa na ćelije kćeri tokom diobe. Pojedinačne komponente ćelije ne pokazuju sva ova svojstva zajedno. Svi živi organizmi se sastoje od ćelija; van ćelije nema života. Dakle, ćelija je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama.

7*. Veličina većine biljnih i životinjskih ćelija je 20-100 mikrona, odnosno ćelije su prilično male strukture. Šta određuje mikroskopsku veličinu ćelija? Objasnite zašto se biljke i životinje ne sastoje od jedne (ili više) ogromnih ćelija, već od mnogo malih.

Da bi održala vitalnu aktivnost, stanica mora stalno izmjenjivati ​​tvari sa svojom okolinom. Potrebe ćelije za snabdijevanjem hranjivim tvarima, kisikom i uklanjanjem konačnih metaboličkih produkata određene su njenim volumenom, a intenzitet transporta tvari ovisi o površini. Dakle, sa povećanjem veličine ćelije, njihove potrebe rastu proporcionalno kocki (x 3) linearne veličine (x), a transport supstanci „zaostaje“, jer raste proporcionalno kvadratu (x 2). Kao rezultat toga, usporava se brzina vitalnih procesa u stanicama. Stoga je većina ćelija mikroskopske veličine.

Biljke i životinje sastoje se od mnogo malih ćelija, a ne od jedne (ili nekoliko) velikih jer:

● „Korisno“ je da ćelije budu male (razlog za to je pokriven u prethodnom paragrafu).

● Jedna ili nekoliko ćelija ne bi bile dovoljne za obavljanje svih specifičnih funkcija koje su u osnovi života tako visoko organizovanih organizama kao što su biljke i životinje. Što je viši nivo organizacije živog organizma, to više tipovaćelije su uključene u njegov sastav i što je izraženija ćelijska specijalizacija.

● U višećelijskom organizmu, ćelijski sastav se stalno obnavlja – ćelije umiru i zamenjuju ih druge. Smrt jedne (ili više) ogromnih ćelija dovela bi do smrti čitavog organizma.

*Zadaci označeni zvjezdicom zahtijevaju od učenika da iznesu različite hipoteze. Stoga, prilikom ocenjivanja, nastavnik treba da se fokusira ne samo na odgovor koji je ovde dat, već da uzme u obzir svaku hipotezu, procenjujući biološko mišljenje učenika, logiku njihovog rasuđivanja, originalnost ideja itd. Nakon toga je preporučljivo upoznati učenike sa datim odgovorom.

(1) Svi živi organizmi se sastoje od jedne ili više ćelija; (2) hemijske reakcije, koji se javljaju u živim organizmima, lokalizovani su unutar ćelija; (3) sve ćelije potiču iz drugih ćelija; (4) ćelije sadrže nasljedne informacije koje se prenose s jedne generacije na drugu.

Prva osoba koja je vidjela ćelije bio je engleski naučnik Robert Hooke (poznat nam zahvaljujući Hookeovom zakonu). Godine 1663, pokušavajući da shvati zašto balsa drvo tako dobro lebdi, Hooke je počeo da ispituje tanke delove plute koristeći mikroskop koji je unapredio. Otkrio je da je pluta podijeljena na mnogo sićušnih ćelija, koje su ga podsjećale na manastirske ćelije, te je te ćelije nazvao ćelije(na engleskom ćelija znači "ćelija, ćelija, kavez"). Godine 1674., holandski majstor Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) je prvi put upotrijebio mikroskop kako bi vidio "životinje" - pokretne žive organizme - u kapi vode. Tako su do početka 18. veka naučnici već znali da živi organizmi imaju ćelije.

Međutim, tek je 1838. Matijas Šlajden, koji je mnogo godina svog života posvetio detaljnom proučavanju biljnih tkiva, sugerisao da se sve biljke sastoje od ćelija. I unutra sljedeće godine Schleiden i Theodor Schwann su postavili hipotezu da svi živi organizmi imaju ćelijsku strukturu. Tako su postavljeni temelji moderne ćelijske teorije. Godine 1858. teoriju je dopunio njemački patolog Rudolph Virchow (1821-1902). On posjeduje izreku: "Gdje postoji ćelija, mora postojati ćelija ispred nje." Drugim riječima, živo biće može nastati samo iz drugog živog bića. Kada su Mendelovi zakoni ponovo otkriveni i naučnici su se zainteresovali za pitanja naslijeđa, ćelijska teorija je dopunjena četvrtom od ovih gore navedenih teza. Danas je to dobro poznato nasljednog materijala sadržan u ćelijskoj DNK ( cm. Centralna dogma molekularne biologije).

Theodor SCHWANN
Theodor Schwann, 1810-82

Nemački fiziolog, rođen u Nojsu. Spremao se da postane sveštenik, ali se ubrzo zainteresovao za medicinu. Nakon što je diplomirao medicinu u Berlinu, Schwann je napravio niz otkrića u oblasti biohemije. Kasnije, već kao profesor na Univerzitetu u Liježu, Schwann prelazi na poziciju religioznog misticizma.

Matthias Jacob SCHLEIDEN
Matthias Jacob Schleiden, 1804-81

Nemački botaničar, rođen u Hamburgu u porodici poznatog lekara. Školovao se za pravnika, ali je napustio pravo kako bi proučavao botaniku i na kraju postao profesor na Univerzitetu u Jeni. Za razliku od drugih botaničara, koji su se u to vrijeme ograničili na taksonomiju biljaka, Schleidenov glavni alat za proučavanje rasta i strukture biljaka bio je mikroskop.