Ιδρυτής της κυτταρικής θεωρίας. Η ιστορία της δημιουργίας της κυτταρικής θεωρίας

Η ιστορία της δημιουργίας της κυτταρικής θεωρίας του HOOK (Hooke) Robert (18 Ιουλίου 1635, Freshwater, Isle of Wight - 3 Μαρτίου 1703, Λονδίνο) Το πρώτο άτομο που είδε κύτταρα ήταν ο Άγγλος επιστήμονας Robert Hooke (γνωστός σε εμάς χάρη στο νόμο του Χουκ). Το 1665, προσπαθώντας να καταλάβει γιατί το δέντρο μπάλσα επιπλέει τόσο καλά, ο Χουκ άρχισε να εξετάζει λεπτά τμήματα φελλού χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο που είχε βελτιώσει. Ανακάλυψε ότι ο φελλός ήταν χωρισμένος σε πολλά μικροσκοπικά κελιά, παρόμοια με κηρήθρα, φτιαγμένα από κελιά που του θύμιζαν κελιά μονής, και τα ονόμασε κελιά (στα αγγλικά cell σημαίνει «κελί, κελί, κλουβί»). Στην πραγματικότητα, ο Robert Hooke είδε μόνο τις μεμβράνες των φυτικών κυττάρων. Έτσι έμοιαζαν τα κύτταρα στο μικροσκόπιο του Χουκ.

The history of the creation of the cell theory Leeuwenhoek, Anthony van (24. 10. 1632, Delft - 26. 08. 1723, ό.π.), Ολλανδός φυσιοδίφης. Purkyne Jan Evangelista (17.12.1787, Libochovice – 28.07.1869, Πράγα), Τσέχος φυσιολόγος. Brown, Robert (21 Δεκεμβρίου 1773, Montrose - 10 Ιουνίου 1858, Λονδίνο), Σκωτσέζος βοτανολόγος Το 1680, ο Ολλανδός δάσκαλος Anthony van Leeuwenhoek (1632–1723) είδε για πρώτη φορά σε μια σταγόνα νερού «ζώα» - κινούμενοι ζωντανοί οργανισμοί - μονοκύτταροι οργανισμοί (βακτήρια). Οι πρώτοι μικροσκόπιοι, ακολουθώντας τον Χουκ, έδωσαν προσοχή μόνο στις κυτταρικές μεμβράνες. Δεν είναι δύσκολο να τα καταλάβεις. Τα μικροσκόπια εκείνη την εποχή ήταν ατελή και παρείχαν χαμηλή μεγέθυνση. Πολύς καιρόςΗ μεμβράνη θεωρήθηκε το κύριο δομικό συστατικό του κυττάρου. Μόλις το 1825, ο Τσέχος επιστήμονας J. Purkinė (1787 -1869) επέστησε την προσοχή στο ημι-υγρό ζελατινώδες περιεχόμενο των κυττάρων και το ονόμασε πρωτόπλασμα (τώρα ονομάζεται κυτταρόπλασμα). Μόλις το 1833, ο Άγγλος βοτανολόγος R. Brown (1773 -1858), ο ανακάλυψε τη χαοτική θερμική κίνηση των σωματιδίων (αργότερα ονομάστηκε Brownian προς τιμήν του), ανακάλυψε πυρήνες στα κύτταρα. Ο Brown εκείνα τα χρόνια ενδιαφέρθηκε για τη δομή και την ανάπτυξη περίεργων φυτών - τροπικών ορχιδέων. Έκανε τμήματα από αυτά τα φυτά και τα εξέτασε χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο. Ο Μπράουν παρατήρησε για πρώτη φορά μερικές παράξενες, άγνωστες σφαιρικές δομές στο κέντρο των κυττάρων. Ονόμασε αυτή την κυτταρική δομή πυρήνα.

Η ιστορία της δημιουργίας της κυτταρικής θεωρίας Schleiden (Schleiden) Matthias Jacob (04/05/1804, Αμβούργο - 23/06/1881, Φρανκφούρτη του Μάιν), Γερμανός βοτανολόγος. Παράλληλα, ο Γερμανός βοτανολόγος M. Schleiden διαπίστωσε ότι τα φυτά έχουν κυτταρική δομή. Ήταν η ανακάλυψη του Μπράουν που χρησίμευσε ως το κλειδί για την ανακάλυψη του Σλάιντεν. Γεγονός είναι ότι συχνά οι μεμβράνες των κυττάρων, ιδιαίτερα των νεαρών, είναι ελάχιστα ορατές μέσω μικροσκοπίου. Ένα άλλο πράγμα είναι οι πυρήνες. Είναι ευκολότερο να ανιχνευθεί ο πυρήνας και μετά η κυτταρική μεμβράνη. Ο Σλάιντεν το εκμεταλλεύτηκε αυτό. Άρχισε να κοιτάζει μεθοδικά μέσα από φέτες, ψάχνοντας για πυρήνες και μετά κοχύλια, επαναλαμβάνοντας ξανά τις φέτες διαφορετικά όργανακαι μέρη φυτών. Μετά από σχεδόν πέντε χρόνια μεθοδικής έρευνας, ο Schleiden ολοκλήρωσε το έργο του. Απέδειξε πειστικά ότι όλα τα φυτικά όργανα είναι κυτταρικής φύσης. Ο Schleiden τεκμηρίωσε τη θεωρία του για τα φυτά. Αλλά υπήρχαν ακόμα ζώα. Ποια είναι η δομή τους;Είναι δυνατόν να μιλάμε για έναν ενιαίο νόμο κυτταρικής δομής για όλα τα έμβια όντα; Πράγματι, μαζί με μελέτες που απέδειξαν την κυτταρική δομή των ζωικών ιστών, υπήρξαν εργασίες στις οποίες αυτό το συμπέρασμα αμφισβητήθηκε έντονα. Όταν έφτιαχναν τμήματα οστών, δοντιών και ορισμένων άλλων ζωικών ιστών, οι επιστήμονες δεν είδαν κανένα κύτταρο. Αποτελούνταν προηγουμένως από κύτταρα; Πώς άλλαξαν; Την απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα έδωσε ένας άλλος Γερμανός επιστήμονας, ο T. Schwann, ο οποίος δημιούργησε την κυτταρική θεωρία της δομής των ζωικών ιστών. Ο Schwann παρακινήθηκε σε αυτή την ανακάλυψη από τον Schleiden που έδωσε στον Schwann μια καλή πυξίδα - τον πυρήνα. Ο Schwann χρησιμοποίησε την ίδια τεχνική στο έργο του - πρώτα αναζητήστε τους πυρήνες των κυττάρων και μετά τις μεμβράνες τους. Σε χρόνο ρεκόρ - σε μόλις ένα χρόνο - ο Schwann ολοκλήρωσε το τιτάνιο έργο του και ήδη το 1839: δημοσίευσε τα αποτελέσματα στο έργο " Μικροσκοπικές μελέτεςσχετικά με την αντιστοιχία στη δομή και την ανάπτυξη των ζώων και των φυτών», όπου διατυπώθηκαν οι βασικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας του Schwann Theodor (07.12.1810, Neuss - 11.01.1882, Κολωνία), Γερμανού φυσιολόγου.

Η ιστορία της δημιουργίας της κυτταρικής θεωρίας Οι κύριες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας σύμφωνα με τους M. Schleiden και T. Schwann 1. Όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από πανομοιότυπα μέρη - κύτταρα. σχηματίζονται και αναπτύσσονται σύμφωνα με τους ίδιους νόμους. 2. Γενική αρχήανάπτυξη για τα στοιχειώδη μέρη του σώματος - σχηματισμός κυττάρων. 3. Κάθε κύτταρο εντός ορισμένων ορίων είναι ένα άτομο, ένα είδος ανεξάρτητου συνόλου. Όμως αυτά τα άτομα δρουν μαζί ώστε να αναδυθεί ένα αρμονικό σύνολο. Όλοι οι ιστοί αποτελούνται από κύτταρα. 4. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στα φυτικά κύτταρα μπορούν να περιοριστούν στα εξής: 1) στην εμφάνιση νέων κυττάρων. 2) αύξηση του μεγέθους των κυττάρων. 3) μεταμόρφωση του κυτταρικού περιεχομένου και πάχυνση κυτταρικό τοίχωμα. Μετά από αυτό, το γεγονός της κυτταρικής δομής όλων των ζωντανών οργανισμών έγινε αναμφισβήτητο. Περαιτέρω έρευνα έδειξε ότι είναι δυνατό να βρεθούν οργανισμοί που αποτελούνται από έναν τεράστιο αριθμό κυττάρων. οργανισμοί που αποτελούνται από περιορισμένο αριθμό κυττάρων· τέλος, εκείνων των οποίων ολόκληρο το σώμα αντιπροσωπεύεται από ένα μόνο κύτταρο. Ακυτταρικοί οργανισμοί δεν υπάρχουν στη φύση. Οι T. Schwann και M. Schleiden πίστευαν λανθασμένα ότι τα κύτταρα στο σώμα προέρχονται από μια πρωτογενή μη κυτταρική ουσία.

Η ιστορία της δημιουργίας της θεωρίας των κυττάρων του Virchow (Virchow) Rudolf Ludwig Karl (13/10/1821, Schiefelbein, Pomerania - 09/05/1902, Βερολίνο) Karl Maksimovich Baer (2/17/28/1792, κτήμα Piib - 16 /28/11 1876, Tartu) Schleiden (Schleiden) Matthias Jacob (04/05/1804, Αμβούργο - 23/06/1881, Frankfurt am Main) Αργότερα, ο Rudolf Vikhrov (το 1858) διατύπωσε μια από τις σημαντικότερες διατάξεις του κυτταρική θεωρία: «Κάθε ένα κύτταρο προέρχεται από ένα άλλο κύτταρο... Όπου προκύπτει ένα κύτταρο, πρέπει να προηγείται ένα κύτταρο, όπως ένα ζώο προέρχεται μόνο από ένα ζώο, ένα φυτό μόνο από ένα φυτό». Ένα κελί μπορεί να προκύψει μόνο από ένα προηγούμενο κελί ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του. Ο ακαδημαϊκός της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών Karl Baer ανακάλυψε το αυγό θηλαστικού και διαπίστωσε ότι όλοι οι πολυκύτταροι οργανισμοί ξεκινούν την ανάπτυξή τους από ένα μόνο κύτταρο. Αυτή η ανακάλυψη έδειξε ότι το κύτταρο δεν είναι μόνο μια μονάδα δομής, αλλά και μια μονάδα ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών. Η ιδέα ότι όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα έγινε μια από τις πιο σημαντικές θεωρητικές εξελίξεις στην ιστορία της βιολογίας, καθώς δημιούργησε μια ενοποιημένη βάση για τη μελέτη όλων των ζωντανών όντων. Ο ζωολόγος Schleiden το περιέγραψε για πρώτη φορά το 1873 έμμεση διαίρεσηζωικά κύτταρα - "μίτωση".

Ιστορία της δημιουργίας της κυτταρικής θεωρίας Τα πρώτα στάδια του σχηματισμού και της ανάπτυξης της έννοιας των κυττάρων 1. Η προέλευση της έννοιας των κυττάρων 1665 - Ο R. Hooke εξέτασε για πρώτη φορά ένα τμήμα φελλού κάτω από ένα μικροσκόπιο, εισήγαγε τον όρο « cell” 1680 - Ο A. Leeuwenhoek ανακάλυψε μονοκύτταρους οργανισμούς 2. Η θεωρία των κυττάρων προέλευσης το 1838, οι T. Schwan και M. Schleiden συνόψισαν τις γνώσεις για το κύτταρο και διατύπωσαν τις κύριες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας: Όλοι οι φυτικοί και ζωικοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα που έχουν παρόμοια δομή. 3. Ανάπτυξη της θεωρίας των κυττάρων 1858 - Ο R. Vikhrov υποστήριξε ότι το καθένα νέο κύτταροπροέρχεται μόνο από ένα κύτταρο ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του 1658 - Ο K. Baer διαπίστωσε ότι όλοι οι οργανισμοί ξεκινούν την ανάπτυξή τους από ένα κύτταρο

ΚΥΤΤΑΡΟ Ένα κύτταρο είναι μια στοιχειώδης μονάδα ενός ζωντανού συστήματος. Συγκεκριμένες λειτουργίες στο κύτταρο κατανέμονται μεταξύ των οργανιδίων - ενδοκυτταρικές δομές. Παρά την ποικιλία των μορφών, τα κύτταρα ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙέχουν εντυπωσιακές ομοιότητες στα κύρια δομικά τους χαρακτηριστικά. Ένα κύτταρο είναι ένα στοιχειώδες ζωντανό σύστημα που αποτελείται από τρία κύρια δομικά στοιχεία - τη μεμβράνη, το κυτταρόπλασμα και τον πυρήνα. Το κυτταρόπλασμα και ο πυρήνας σχηματίζουν πρωτόπλασμα. Σχεδόν όλοι οι ιστοί των πολυκύτταρων οργανισμών αποτελούνται από κύτταρα. Από την άλλη πλευρά, τα καλούπια λάσπης αποτελούνται από μια αδιάσπαστη κυτταρική μάζα με πολλούς πυρήνες. Καλούπια λάσπης. Επάνω σειρά, από αριστερά προς τα δεξιά: Physarium citrinum, Arcyria cinerea, Physarum polycephalum. Κάτω σειρά, από αριστερά προς τα δεξιά: Stemonitopsis gracilis, Lamproderma arcyrionema, Diderma effusum Ο καρδιακός μυς των ζώων είναι δομημένος με παρόμοιο τρόπο. Ένας αριθμός δομών του σώματος (κοχύλια, μαργαριτάρια, η ορυκτή βάση των οστών) σχηματίζονται όχι από κύτταρα, αλλά από τα προϊόντα της έκκρισής τους.

ΚΥΤΤΑΡΟ Οι μικροί οργανισμοί μπορεί να αποτελούνται από εκατοντάδες κύτταρα. Το ανθρώπινο σώμα περιλαμβάνει 1014 κύτταρα. Το μικρότερο κύτταρο που είναι γνωστό επί του παρόντος έχει μέγεθος 0,2 μικρά, το μεγαλύτερο - ένα μη γονιμοποιημένο ωάριο του Aepornis - ζυγίζει περίπου 3,5 κιλά. Αριστερά είναι η Αεπυόρνης, που εξοντώθηκε πριν από αρκετούς αιώνες. Στα δεξιά είναι το ωάριο του, που βρέθηκε στη Μαδαγασκάρη.Τα τυπικά μεγέθη φυτικών και ζωικών κυττάρων κυμαίνονται από 5 έως 20 μικρά. Επιπλέον, συνήθως δεν υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ του μεγέθους των οργανισμών και του μεγέθους των κυττάρων τους. Για να διατηρηθεί η απαιτούμενη συγκέντρωση ουσιών, το κύτταρο πρέπει να διαχωριστεί φυσικά από το περιβάλλον του. Ταυτόχρονα, η ζωτική δραστηριότητα του σώματος συνεπάγεται έντονο μεταβολισμό μεταξύ των κυττάρων. Το ρόλο ενός φραγμού μεταξύ των κυττάρων παίζει η πλασματική μεμβράνη. Εσωτερική δομήΤα κύτταρα ήταν από καιρό ένα μυστήριο για τους επιστήμονες. Θεωρήθηκε ότι η μεμβράνη δεσμεύει το πρωτόπλασμα - ένα είδος υγρού στο οποίο συμβαίνουν όλες οι βιοχημικές διεργασίες. Χάρη στην ηλεκτρονική μικροσκοπία, αποκαλύφθηκε το μυστήριο του πρωτοπλάσματος και είναι πλέον γνωστό ότι μέσα στο κύτταρο υπάρχει κυτταρόπλασμα, στο οποίο υπάρχουν διάφορα οργανίδια και γενετικό υλικό με τη μορφή DNA, που συλλέγεται κυρίως στον πυρήνα (σε ευκαρυώτες) .

ΔΟΜΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ Η κυτταρική δομή είναι μια από τις σημαντικές αρχές ταξινόμησης των οργανισμών. Δομή ζωικών κυττάρων Δομή φυτικών κυττάρων

ΠΥΡΗΝΑΣ Ο πυρήνας υπάρχει στα κύτταρα όλων των ευκαρυωτών με εξαίρεση τα ερυθρά αιμοσφαίρια των θηλαστικών. Μερικά πρωτόζωα έχουν δύο πυρήνες, αλλά κατά κανόνα, το κύτταρο περιέχει μόνο έναν πυρήνα. Ο πυρήνας συνήθως παίρνει το σχήμα μπάλας ή αυγού. σε μέγεθος (10–20 μm) είναι το μεγαλύτερο από τα οργανίδια. Ο πυρήνας οριοθετείται από το κυτταρόπλασμα από το πυρηνικό περίβλημα, το οποίο αποτελείται από δύο μεμβράνες: την εξωτερική και την εσωτερική, που έχουν την ίδια δομή με την πλασματική μεμβράνη. Ανάμεσά τους υπάρχει ένας στενός χώρος γεμάτος με μια ημι-υγρή ουσία. Μέσω πολλών πόρων στο πυρηνικό περίβλημα, πραγματοποιείται η ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος (ιδιαίτερα, η απελευθέρωση mRNA στο κυτταρόπλασμα). Η εξωτερική μεμβράνη είναι συχνά γεμάτη με ριβοσώματα που συνθέτουν πρωτεΐνες. Ο πυρήνας του κυττάρου Κάτω από την πυρηνική μεμβράνη βρίσκεται το καρυόπλασμα (πυρηνικός χυμός), στο οποίο εισέρχονται ουσίες από το κυτταρόπλασμα. Το καρυόπλασμα περιέχει χρωματίνη, μια ουσία που μεταφέρει το DNA, και πυρήνες. Ο πυρήνας είναι μια στρογγυλεμένη δομή μέσα στον πυρήνα στον οποίο σχηματίζονται ριβοσώματα. Το σύνολο των χρωμοσωμάτων που περιέχεται στη χρωματίνη ονομάζεται σύνολο χρωμοσωμάτων. Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στα σωματικά κύτταρα είναι διπλοειδής (2 n), σε αντίθεση με τα γεννητικά κύτταρα, τα οποία έχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων (n). Η πιο σημαντική λειτουργία του πυρήνα είναι η διατήρηση της γενετικής πληροφορίας. Όταν ένα κύτταρο διαιρείται, ο πυρήνας διαιρείται επίσης στα δύο και το DNA σε αυτό αντιγράφεται (αντιγράφεται). Χάρη σε αυτό, όλα τα θυγατρικά κύτταρα έχουν επίσης πυρήνες.

Το ΚΥΤΟΠΛΑΣΜΑ ΚΑΙ ΤΑ ΟΡΓΑΝΟΕΙΔΗ ΤΟΥ Το κυτταρόπλασμα είναι μια υδαρή ουσία - κυτοσόλιο (90% νερό), στο οποίο βρίσκονται διάφορα οργανίδια, καθώς και θρεπτικά συστατικά (με τη μορφή αληθινών και κολλοειδών διαλυμάτων) και αδιάλυτα απόβλητα μεταβολικών διεργασιών. Η γλυκόλυση και η σύνθεση λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα λιπαρά οξέα, νουκλεοτίδια και άλλες ουσίες. Το κυτταρόπλασμα είναι μια δυναμική δομή. Τα οργανίδια κινούνται και μερικές φορές είναι αισθητή η κύκλωση - ενεργητική κίνηση, που περιλαμβάνει όλο το πρωτόπλασμα. Οργανίδια χαρακτηριστικά τόσο των ζωικών όσο και των φυτικών κυττάρων. Τα μιτοχόνδρια μερικές φορές ονομάζονται «κυτταρικές μονάδες παραγωγής ενέργειας». Αυτά είναι σπειροειδή, στρογγυλά, επιμήκη ή διακλαδισμένα οργανίδια, το μήκος των οποίων κυμαίνεται μεταξύ 1,5-10 μm και το πλάτος - 0,25-1 μm. Τα μιτοχόνδρια μπορούν να αλλάξουν το σχήμα τους και να μετακινηθούν σε εκείνες τις περιοχές του κυττάρου όπου η ανάγκη για αυτά είναι μεγαλύτερη. Ένα κύτταρο περιέχει έως και χίλια μιτοχόνδρια και αυτός ο αριθμός εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη δραστηριότητα του κυττάρου. Κάθε μιτοχόνδριο περιβάλλεται από δύο μεμβράνες, οι οποίες περιέχουν RNA, πρωτεΐνες και μιτοχονδριακό DNA, το οποίο συμμετέχει στη σύνθεση των μιτοχονδρίων μαζί με το πυρηνικό DNA. Η εσωτερική μεμβράνη διπλώνεται σε πτυχές που ονομάζονται cristae. Είναι πιθανό τα μιτοχόνδρια να ήταν κάποτε ελεύθερα κινούμενα βακτήρια που, έχοντας εισέλθει κατά λάθος στο κύτταρο, εισήλθαν σε συμβίωση με τον ξενιστή. Η πιο σημαντική λειτουργία των μιτοχονδρίων είναι η σύνθεση του ATP, η οποία συμβαίνει λόγω οξείδωσης οργανική ύλη. Μιτοχόνδρια

ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΚΑΙ ΡΙΒΟΣΩΜΑΤΑ Ενδοπλασματικό δίκτυο: λείες και κοκκώδεις δομές. Δίπλα του βρίσκεται μια φωτογραφία με μεγέθυνση 10.000 φορές Το ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα δίκτυο μεμβρανών που διαπερνούν το κυτταρόπλασμα των ευκαρυωτικών κυττάρων. Μπορεί να παρατηρηθεί μόνο χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Το ενδοπλασματικό δίκτυο συνδέει τα οργανίδια μεταξύ τους και η μεταφορά γίνεται μέσω αυτού. ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες. Το Smooth ER έχει την εμφάνιση σωλήνων, τα τοιχώματα των οποίων είναι μεμβράνες παρόμοιες στη δομή με την πλασματική μεμβράνη. Πραγματοποιεί τη σύνθεση λιπιδίων και υδατανθράκων. Υπάρχουν πολλά ριβοσώματα που βρίσκονται στις μεμβράνες των καναλιών και των κοιλοτήτων του κοκκώδους ER. αυτός ο τύποςΤο δίκτυο εμπλέκεται στη σύνθεση πρωτεϊνών Τα ριβοσώματα είναι μικρά (15-20 nm σε διάμετρο) οργανίδια που αποτελούνται από r-RNA και πολυπεπτίδια. Η πιο σημαντική λειτουργία των ριβοσωμάτων είναι η πρωτεϊνοσύνθεση. Ο αριθμός τους σε ένα κελί είναι πολύ μεγάλος: χιλιάδες και δεκάδες χιλιάδες. Τα ριβοσώματα μπορεί να συνδέονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο ή να βρίσκονται σε ελεύθερη κατάσταση. Η διαδικασία σύνθεσης συνήθως περιλαμβάνει πολλά ριβοσώματα ταυτόχρονα, ενωμένα σε αλυσίδες που ονομάζονται πολυριβοσώματα.

ΣΥΣΚΕΥΗ GOLGI ΚΑΙ ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΑ Η συσκευή Golgi είναι μια στοίβα μεμβρανικών σάκων (cisternae) και ένα σχετικό σύστημα κυστιδίων. Στην εξωτερική, κοίλη πλευρά της στοίβας των κυστιδίων (προφανώς εκκολαπτόμενα από το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο), σχηματίζονται συνεχώς νέες στέρνες, μέσαοι δεξαμενές μετατρέπονται σε φυσαλίδες. Η κύρια λειτουργία της συσκευής Golgi είναι η μεταφορά ουσιών στο κυτταρόπλασμα και το εξωκυτταρικό περιβάλλον, καθώς και η σύνθεση λιπών και υδατανθράκων, ιδιαίτερα της γλυκοπρωτεΐνης βλέννας, η οποία σχηματίζει βλέννα, καθώς και κερί, κόμμι και φυτική κόλλα. Η συσκευή Golgi εμπλέκεται στην ανάπτυξη και ανανέωση της πλασματικής μεμβράνης και στο σχηματισμό λυσοσωμάτων. Τα λυσοσώματα είναι μεμβρανικοί σάκοι γεμάτοι με πεπτικά ένζυμα. Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλά λυσοσώματα στα ζωικά κύτταρα· εδώ το μέγεθός τους είναι δέκατα του μικρομέτρου. Τα λυσοσώματα διασπούν τα θρεπτικά συστατικά, αφομοιώνουν τα βακτήρια που έχουν εισέλθει στο κύτταρο, εκκρίνουν ένζυμα και απομακρύνουν τα περιττά κυτταρικά μέρη μέσω της πέψης. Τα λυσοσώματα είναι επίσης το «μέσο αυτοκτονίας» ενός κυττάρου: σε ορισμένες περιπτώσεις (για παράδειγμα, όταν πεθαίνει η ουρά ενός γυρίνου), τα περιεχόμενα των λυσοσωμάτων απελευθερώνονται στο κύτταρο και αυτό πεθαίνει. Λυσοσώματα

Centrioles Cell κυτταροσκελετός. Τα μικρονημάτια έχουν μπλε χρώμα, οι μικροσωληνίσκοι έχουν πράσινο χρώμα, οι ενδιάμεσες ίνες έχουν κόκκινο χρώμα Τα φυτικά κύτταρα περιέχουν όλα τα οργανίδια που βρίσκονται στα ζωικά κύτταρα (εκτός από τα κεντριόλια). Ωστόσο, περιέχουν επίσης δομές χαρακτηριστικές μόνο των φυτών.

Παρά τις εξαιρετικά σημαντικές ανακαλύψεις του 17ου - 18ου αιώνα, το ερώτημα εάν τα κύτταρα αποτελούν μέρος όλων των μερών των φυτών και αν όχι μόνο φυτικοί αλλά και ζωικοί οργανισμοί χτίζονται από αυτά, παρέμεινε ανοιχτό. Μόνο το 1838-1839. αυτό το ερώτημα επιλύθηκε τελικά από τους Γερμανούς επιστήμονες, τον βοτανολόγο Matthias Schleiden και τον φυσιολόγο Theodor Schwann. Δημιούργησαν τη λεγόμενη κυτταρική θεωρία. Η ουσία του βρισκόταν στην τελική αναγνώριση του γεγονότος ότι όλοι οι οργανισμοί, φυτικοί και ζωικοί, από τον χαμηλότερο έως τον πιο οργανωμένο, αποτελούνται από τα πιο απλά στοιχεία - κύτταρα (Εικ. 1.)

Περαιτέρω διαχωρισμός διαλυτών ενζύμων, DNA και RNA μπορεί να επιτευχθεί με ηλεκτροφόρηση.

Οι κύριες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας στο σύγχρονο επίπεδο ανάπτυξης της βιολογίας μπορούν να διατυπωθούν ως εξής: Το κύτταρο είναι ένα στοιχειώδες ζωντανό σύστημα, η βάση της δομής, της δραστηριότητας ζωής, της αναπαραγωγής και της ατομικής ανάπτυξης των προκαρυωτών και των ευκαρυωτών. Δεν υπάρχει ζωή έξω από το κελί. Νέα κύτταρα προκύπτουν μόνο με τη διαίρεση των προϋπαρχόντων κυττάρων. Τα κύτταρα όλων των οργανισμών έχουν παρόμοια δομή και χημική σύνθεση. Η ανάπτυξη και ανάπτυξη ενός πολυκύτταρου οργανισμού είναι συνέπεια της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής ενός ή περισσότερων αρχικών κυττάρων. Η κυτταρική δομή των οργανισμών είναι απόδειξη ότι όλα τα έμβια όντα έχουν μια ενιαία προέλευση.

, τα φυτά και τα βακτήρια έχουν παρόμοια δομή. Αργότερα, αυτά τα συμπεράσματα έγιναν η βάση για την απόδειξη της ενότητας των οργανισμών. Οι T. Schwann και M. Schleiden εισήγαγαν στην επιστήμη τη θεμελιώδη έννοια του κυττάρου: δεν υπάρχει ζωή έξω από τα κύτταρα.

Θεωρία κυττάρωνέχει συμπληρωθεί και επεξεργαστεί αρκετές φορές.

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

1 / 5

✪ Κυτταρολογικές μέθοδοι. Θεωρία κυττάρων. Βίντεο μάθημα βιολογίας 10η τάξη

✪ Θεωρία κυττάρων | Βιολογία 10η τάξη #4 | Μάθημα πληροφοριών

✪ Θέμα 3, μέρος 1. ΚΥΤΟΛΟΓΙΑ. ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ. ΔΟΜΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ.

✪ Θεωρία κυττάρων | Δομή κυττάρων | Βιολογία (μέρος 2)

✪ 7. Θεωρία Κυττάρου (ιστορικό + μέθοδοι) (9η ή 10-11η τάξη) - βιολογία, προετοιμασία για την Ενιαία Κρατική Εξέταση και την Ενιαία Κρατική Εξέταση 2018

Υπότιτλοι

Διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας Schleiden-Schwann

Οι δημιουργοί της θεωρίας διατύπωσαν τις κύριες διατάξεις της ως εξής:

• Το κύτταρο είναι η στοιχειώδης δομική μονάδα της δομής όλων των ζωντανών όντων.
• Τα κύτταρα των φυτών και των ζώων είναι ανεξάρτητα, ομόλογα μεταξύ τους ως προς την προέλευση και τη δομή.

Βασικές διατάξεις της σύγχρονης κυτταρικής θεωρίας

Οι Link και Moldnhower διαπίστωσαν την παρουσία ανεξάρτητων τοιχωμάτων στα φυτικά κύτταρα. Αποδεικνύεται ότι το κύτταρο είναι μια ορισμένη μορφολογικά ξεχωριστή δομή. Το 1831, ο G. Mol απέδειξε ότι ακόμη και τέτοιες φαινομενικά μη κυτταρικές δομές φυτών όπως οι σωλήνες που φέρουν νερό αναπτύσσονται από κύτταρα.

Ο F. Meyen στο “Phytotomy” (1830) περιγράφει φυτικά κύτταρα, τα οποία «είναι είτε μεμονωμένα, έτσι ώστε κάθε κύτταρο να αντιπροσωπεύει ένα ειδικό άτομο, όπως βρίσκεται στα φύκια και τους μύκητες, είτε, σχηματίζοντας πιο πολύ οργανωμένα φυτά, συνδυάζονται σε περισσότερο ή λιγότερο σημαντικές μάζες». Ο Meyen τονίζει την ανεξαρτησία του μεταβολισμού κάθε κυττάρου.

Το 1831, ο Robert Brown περιγράφει τον πυρήνα και προτείνει ότι είναι μια σταθερά αναπόσπαστο μέροςφυτικό κύτταρο.

Σχολείο Purkinje

Το 1801, ο Vigia εισήγαγε την έννοια του ζωικού ιστού, αλλά απομόνωσε ιστό με βάση την ανατομική ανατομή και δεν χρησιμοποίησε μικροσκόπιο. Η ανάπτυξη ιδεών για τη μικροσκοπική δομή των ζωικών ιστών συνδέεται κυρίως με την έρευνα του Purkinje, ο οποίος ίδρυσε τη σχολή του στο Breslau.

Ο Purkinje και οι μαθητές του (ειδικά ο G. Valentin θα πρέπει να τονιστεί) εντοπίστηκαν στο πρώτο και πιο γενική εικόναμικροσκοπική δομή ιστών και οργάνων θηλαστικών (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων). Ο Purkinje και ο Valentin συνέκριναν μεμονωμένα φυτικά κύτταρα με μεμονωμένες μικροσκοπικές δομές ιστών ζώων, τους οποίους ο Purkinje ονόμαζε συχνότερα «κόκκους» (για ορισμένες ζωικές δομές η σχολή του χρησιμοποιούσε τον όρο «κύτταρο»).

Το 1837, ο Purkinje έδωσε μια σειρά ομιλιών στην Πράγα. Σε αυτά ανέφερε τις παρατηρήσεις του σχετικά με τη δομή των γαστρικών αδένων, νευρικό σύστημακ.λπ. Στον πίνακα που επισυνάπτεται στην έκθεσή του, δόθηκαν καθαρές εικόνες ορισμένων κυττάρων ζωικών ιστών. Ωστόσο, ο Purkinje δεν μπόρεσε να καθορίσει την ομολογία των φυτικών κυττάρων και των ζωικών κυττάρων:

• Πρώτον, από κόκκους κατάλαβε είτε κύτταρα είτε πυρήνες κυττάρων.
• δεύτερον, ο όρος «κελί» τότε κατανοήθηκε κυριολεκτικά ως «ένας χώρος που οριοθετείται από τοίχους».

Ο Purkinje διεξήγαγε τη σύγκριση των φυτικών κυττάρων και των ζωικών «κόκκων» με όρους αναλογίας, όχι ομολογίας αυτών των δομών (κατανόηση των όρων «αναλογία» και «ομολογία» με τη σύγχρονη έννοια).

Η σχολή του Müller και το έργο του Schwann

Το δεύτερο σχολείο όπου μελετήθηκε η μικροσκοπική δομή των ζωικών ιστών ήταν το εργαστήριο του Johannes Müller στο Βερολίνο. Ο Müller μελέτησε τη μικροσκοπική δομή της ραχιαία χορδής (notochord). Ο μαθητής του Henle δημοσίευσε μια μελέτη για το εντερικό επιθήλιο, στην οποία περιέγραψε τους διάφορους τύπους του και την κυτταρική τους δομή.

Η κλασική έρευνα του Theodor Schwann πραγματοποιήθηκε εδώ, θέτοντας τα θεμέλια για τη θεωρία των κυττάρων. Το έργο του Schwann επηρεάστηκε έντονα από τη σχολή του Purkinje και του Henle. Βρήκε ο Schwann σωστή αρχήσύγκριση φυτικών κυττάρων και στοιχειωδών μικροσκοπικών δομών ζώων. Ο Schwann μπόρεσε να καθιερώσει ομολογία και να αποδείξει την αντιστοιχία στη δομή και την ανάπτυξη των στοιχειωδών μικροσκοπικών δομών των φυτών και των ζώων.

Η σημασία του πυρήνα σε ένα κύτταρο Schwann προκλήθηκε από την έρευνα του Matthias Schleiden, ο οποίος δημοσίευσε το έργο του «Materials on Phytogenesis» το 1838. Ως εκ τούτου, ο Schleiden αποκαλείται συχνά ο συν-συγγραφέας της θεωρίας των κυττάρων. Η βασική ιδέα της κυτταρικής θεωρίας - η αντιστοιχία των φυτικών κυττάρων και οι στοιχειώδεις δομές των ζώων - ήταν ξένη στο Schleiden. Διατύπωσε τη θεωρία του σχηματισμού νέων κυττάρων από μια ουσία χωρίς δομή, σύμφωνα με την οποία, πρώτα, ένας πυρήνας συμπυκνώνεται από τη μικρότερη κοκκοποίηση και γύρω από αυτόν σχηματίζεται ένας πυρήνας, ο οποίος είναι ο κυτταροπλάστης (κυτταροβλάστη). Ωστόσο, αυτή η θεωρία βασίστηκε σε εσφαλμένα γεγονότα.

Το 1838, ο Schwann δημοσίευσε 3 προκαταρκτικές αναφορές και το 1839 εμφανίστηκε το κλασικό του έργο «Μικροσκοπικές μελέτες για την αντιστοιχία στη δομή και την ανάπτυξη των ζώων και των φυτών», ο ίδιος ο τίτλος του οποίου εκφράζει την κύρια ιδέα της κυτταρικής θεωρίας:

• Στο πρώτο μέρος του βιβλίου, εξετάζει τη δομή της νωτιαίας χορδής και του χόνδρου, δείχνοντας ότι οι στοιχειώδεις δομές τους - κύτταρα - αναπτύσσονται με τον ίδιο τρόπο. Αποδεικνύει περαιτέρω ότι οι μικροσκοπικές δομές άλλων ιστών και οργάνων του σώματος των ζώων είναι επίσης κύτταρα, αρκετά συγκρίσιμα με τα κύτταρα του χόνδρου και της νωτιαίας χορδής.
• Το δεύτερο μέρος του βιβλίου συγκρίνει φυτικά και ζωικά κύτταρα και δείχνει την αντιστοιχία τους.
• Στο τρίτο μέρος αναπτύσσονται θεωρητικές θέσεις και διατυπώνονται οι αρχές της κυτταρικής θεωρίας. Ήταν η έρευνα του Schwann που επισημοποίησε τη θεωρία των κυττάρων και απέδειξε (στο επίπεδο γνώσης εκείνης της εποχής) την ενότητα της στοιχειώδους δομής των ζώων και των φυτών. Το κύριο λάθος του Schwann ήταν η γνώμη που εξέφρασε, ακολουθώντας τον Schleiden, για την πιθανότητα εμφάνισης κυττάρων από άδομη μη κυτταρική ύλη.

Ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα

Από τη δεκαετία του 1840 του 19ου αιώνα, η μελέτη του κυττάρου έχει γίνει το επίκεντρο της προσοχής σε όλη τη βιολογία και αναπτύσσεται ραγδαία, καθιστώντας έναν ανεξάρτητο κλάδο της επιστήμης - κυτταρολογίας.

Για περαιτέρω ανάπτυξηΗ κυτταρική θεωρία, η επέκτασή της σε πρωτόζωα (πρωτόζωα), τα οποία αναγνωρίστηκαν ως ελεύθερα ζωντανά κύτταρα, ήταν απαραίτητη (Siebold, 1848).

Αυτή τη στιγμή, η ιδέα της σύνθεσης του κυττάρου αλλάζει. Η δευτερεύουσα σημασία της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία προηγουμένως είχε αναγνωριστεί ως το πιο ουσιαστικό μέρος του κυττάρου, διευκρινίζεται και η σημασία του πρωτοπλάσματος (κυτταροπλάσματος) και του κυτταρικού πυρήνα τίθεται στο προσκήνιο (Mol, Cohn, L. S. Tsenkovsky, Leydig , Huxley), το οποίο αντικατοπτρίζεται στον ορισμό ενός κελιού που δόθηκε από τον M. Schulze το 1861:

Ένα κύτταρο είναι ένα κομμάτι πρωτοπλάσματος με έναν πυρήνα που περιέχεται μέσα.

Το 1861, ο Brücko πρότεινε μια θεωρία σχετικά με τη σύνθετη δομή του κυττάρου, το οποίο ορίζει ως «στοιχειώδη οργανισμό» και διευκρίνισε περαιτέρω τη θεωρία του σχηματισμού κυττάρων από μια άδομη ουσία (κυτταροβλάστημα), που αναπτύχθηκε από τους Schleiden και Schwann. Ανακαλύφθηκε ότι η μέθοδος σχηματισμού νέων κυττάρων είναι η κυτταρική διαίρεση, η οποία μελετήθηκε για πρώτη φορά από τον Mohl σε νηματώδη φύκια. Οι μελέτες των Negeli και N.I. Zhele διαδραμάτισαν σημαντικό ρόλο στη διάψευση της θεωρίας του κυτταροβλαστήματος χρησιμοποιώντας βοτανικό υλικό.

Η ιστική κυτταρική διαίρεση σε ζώα ανακαλύφθηκε το 1841 από τον Remak. Αποδείχθηκε ότι ο κατακερματισμός των βλαστομερών είναι μια σειρά από διαδοχικές διαιρέσεις (Bishtuf, N.A. Kölliker). Η ιδέα της καθολικής διάδοσης της κυτταρικής διαίρεσης ως τρόπου σχηματισμού νέων κυττάρων κατοχυρώνεται από τον R. Virchow με τη μορφή ενός αφορισμού:

"Omnis cellula ex cellula."
Κάθε κύτταρο από ένα κελί.

Στην ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας τον 19ο αιώνα, προέκυψαν έντονες αντιφάσεις, αντανακλώντας τη διττή φύση της κυτταρικής θεωρίας, η οποία αναπτύχθηκε στο πλαίσιο μιας μηχανιστικής θεώρησης της φύσης. Ήδη στο Schwann γίνεται μια προσπάθεια να θεωρηθεί ο οργανισμός ως ένα άθροισμα κυττάρων. Αυτή η τάση λαμβάνει ιδιαίτερη ανάπτυξη στην «Κυτταρική Παθολογία» του Virchow (1858).

Τα έργα του Virchow είχαν έναν αμφιλεγόμενο αντίκτυπο στην ανάπτυξη της κυτταρικής επιστήμης:

• Επέκτεινε τη θεωρία των κυττάρων στο πεδίο της παθολογίας, γεγονός που συνέβαλε στην αναγνώριση της καθολικότητας της κυτταρικής θεωρίας. Τα έργα του Virchow παγίωσαν την απόρριψη της θεωρίας του κυτταροβλαστήματος από τους Schleiden και Schwann και επέστησαν την προσοχή στο πρωτόπλασμα και τον πυρήνα, που αναγνωρίζονται ως τα πιο ουσιαστικά μέρη του κυττάρου.
• Ο Virchow κατεύθυνε την ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας στην πορεία μιας καθαρά μηχανιστικής ερμηνείας του οργανισμού.
• Ο Virchow ανύψωσε τα κύτταρα στο επίπεδο ενός ανεξάρτητου όντος, με αποτέλεσμα ο οργανισμός να θεωρείται όχι ως σύνολο, αλλά απλώς ως άθροισμα κυττάρων.

ΧΧ αιώνα

Η κυτταρική θεωρία από το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα απέκτησε έναν ολοένα και πιο μεταφυσικό χαρακτήρα, ενισχύθηκε από την «Κυτταρική Φυσιολογία» του Verworn, η οποία θεωρούσε οποιαδήποτε φυσιολογική διαδικασία, που εμφανίζεται στο σώμα ως ένα απλό άθροισμα των φυσιολογικών εκδηλώσεων μεμονωμένων κυττάρων. Στο τέλος αυτής της γραμμής ανάπτυξης της κυτταρικής θεωρίας, εμφανίστηκε η μηχανιστική θεωρία της «κυτταρικής κατάστασης», συμπεριλαμβανομένου του Haeckel ως υποστηρικτή. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, το σώμα συγκρίνεται με το κράτος και τα κύτταρα του με τους πολίτες. Μια τέτοια θεωρία έρχεται σε αντίθεση με την αρχή της ακεραιότητας του οργανισμού.

Η μηχανιστική κατεύθυνση στην ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας υποβλήθηκε σε αυστηρή κριτική. Το 1860, ο I.M. Sechenov επέκρινε την ιδέα του Virchow για το κελί. Αργότερα, η θεωρία των κυττάρων επικρίθηκε από άλλους συγγραφείς. Τις πιο σοβαρές και θεμελιώδεις ενστάσεις διατύπωσαν οι Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Ο Τσέχος ιστολόγος Studnicka (1929, 1934) έκανε εκτενή κριτική στην κυτταρική θεωρία.

Στη δεκαετία του 1930, η Σοβιετική βιολόγος O. B. Lepeshinskaya, με βάση τα ερευνητικά της δεδομένα, πρότεινε μια «νέα κυτταρική θεωρία» σε αντίθεση με τον «βιερχοβιανισμό». Βασίστηκε στην ιδέα ότι στην οντογένεση, τα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν από κάποια μη κυτταρική ζωντανή ουσία. Μια κριτική επαλήθευση των γεγονότων που προτάθηκαν από την O. B. Lepeshinskaya και τους υποστηρικτές της ως βάση για τη θεωρία που πρότεινε δεν επιβεβαίωσε τα δεδομένα για την εξέλιξη πυρήνες κυττάρωναπό «ζωντανή ύλη» χωρίς πυρηνικά.

Σύγχρονη κυτταρική θεωρία

Η σύγχρονη κυτταρική θεωρία υποθέτει ότι η κυτταρική δομή είναι η πιο σημαντική μορφήη ύπαρξη ζωής, εγγενής σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, εκτός από τους ιούς. Βελτίωση κυτταρική δομήήταν η κύρια εστίαση εξελικτική ανάπτυξητόσο στα φυτά όσο και στα ζώα, και η κυτταρική δομή διατηρείται σταθερά στους περισσότερους σύγχρονους οργανισμούς.

Ταυτόχρονα, οι δογματικές και μεθοδολογικά εσφαλμένες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας πρέπει να επαναξιολογηθούν:

• Η κυτταρική δομή είναι η κύρια, αλλά όχι η μόνη μορφή ύπαρξης της ζωής. Οι ιοί μπορούν να θεωρηθούν μη κυτταρικές μορφές ζωής. Είναι αλήθεια ότι δείχνουν σημάδια ζωής (μεταβολισμός, ικανότητα αναπαραγωγής κ.λπ.) μόνο μέσα στα κύτταρα· έξω από τα κύτταρα ο ιός είναι πολύπλοκος χημική ουσία. Σύμφωνα με τους περισσότερους επιστήμονες, στην προέλευσή τους, οι ιοί συνδέονται με το κύτταρο, αποτελούν μέρος του γενετικού υλικού του, τα «άγρια» γονίδια.
• Αποδείχθηκε ότι υπάρχουν δύο τύποι κυττάρων - προκαρυωτικά (κύτταρα βακτηρίων και αρχαιβακτηρίων), τα οποία δεν έχουν πυρήνα που οριοθετείται από μεμβράνες και ευκαρυωτικά (κύτταρα φυτών, ζώων, μυκήτων και πρωτιστών), τα οποία έχουν πυρήνα που περιβάλλεται από διπλή μεμβράνη με πυρηνικούς πόρους. Υπάρχουν πολλές άλλες διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων. Τα περισσότερα προκαρυωτικά δεν έχουν οργανίδια εσωτερικής μεμβράνης και οι περισσότεροι ευκαρυώτες έχουν μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες. Σύμφωνα με τη θεωρία της συμβιογένεσης, αυτά τα ημιαυτόνομα οργανίδια είναι απόγονοι βακτηριακών κυττάρων. Έτσι, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο είναι ένα σύστημα περισσότερων υψηλό επίπεδοοργάνωση, δεν μπορεί να θεωρηθεί εξ ολοκλήρου ομόλογο με ένα βακτηριακό κύτταρο (ένα βακτηριακό κύτταρο είναι ομόλογο με ένα μιτοχόνδριο ενός ανθρώπινου κυττάρου). Έτσι, η ομολογία όλων των κυττάρων έχει περιοριστεί στην παρουσία μιας κλειστής εξωτερικής μεμβράνης που αποτελείται από διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων (στα αρχαιοβακτήρια έχει διαφορετική χημική σύσταση από άλλες ομάδες οργανισμών), ριβοσώματα και χρωμοσώματα - κληρονομικό υλικό σε η μορφή μορίων DNA που σχηματίζουν σύμπλοκο με πρωτεΐνες . Αυτό, φυσικά, δεν αναιρεί την κοινή προέλευση όλων των κυττάρων, κάτι που επιβεβαιώνεται από την κοινότητα της χημικής τους σύστασης.
• Η κυτταρική θεωρία έβλεπε τον οργανισμό ως ένα άθροισμα κυττάρων και διέλυσε τις εκδηλώσεις της ζωής του οργανισμού στο άθροισμα των εκδηλώσεων της ζωής των κυττάρων που τον αποτελούν. Αυτό αγνόησε την ακεραιότητα του οργανισμού· οι νόμοι του συνόλου αντικαταστάθηκαν από το άθροισμα των μερών.
• Θεωρώντας το κύτταρο ως ένα καθολικό δομικό στοιχείο, η κυτταρική θεωρία θεωρούσε τα κύτταρα ιστών και τους γαμέτες, τους πρωτιστές και τα βλαστομερή ως εντελώς ομόλογες δομές. Η δυνατότητα εφαρμογής της έννοιας ενός κυττάρου στους πρωτιστές είναι ένα αμφιλεγόμενο ζήτημα στην κυτταρική θεωρία με την έννοια ότι πολλά πολύπλοκα πολυπύρηνα πρωτιστικά κύτταρα μπορούν να θεωρηθούν ως υπερκυτταρικές δομές. Σε κύτταρα ιστών, γεννητικά κύτταρα και πρωτίστες, εκδηλώνεται μια γενική κυτταρική οργάνωση, που εκφράζεται στον μορφολογικό διαχωρισμό του καρυοπλάσματος με τη μορφή πυρήνα, ωστόσο, αυτές οι δομές δεν μπορούν να θεωρηθούν ποιοτικά ισοδύναμες, λαμβάνοντας όλα τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους πέρα ​​από την έννοια του "κύτταρο". Συγκεκριμένα, οι γαμέτες των ζώων ή των φυτών δεν είναι απλώς κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού, αλλά μια ειδική απλοειδής γενιά τους κύκλος ζωής, το οποίο έχει γενετικά, μορφολογικά, ενίοτε και οικολογικά χαρακτηριστικά και υπόκειται στην ανεξάρτητη δράση της φυσικής επιλογής. Ταυτόχρονα, σχεδόν όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν αναμφίβολα μια κοινή προέλευση και ένα σύνολο ομόλογων δομών - κυτταροσκελετικά στοιχεία, ριβοσώματα ευκαρυωτικού τύπου κ.λπ.
• Η δογματική κυτταρική θεωρία αγνόησε την ιδιαιτερότητα των μη κυτταρικών δομών στο σώμα ή ακόμη και τις αναγνώριζε, όπως ο Virchow, ως μη ζωντανές. Μάλιστα στον οργανισμό εκτός από κύτταρα υπάρχουν πολυπύρηνες υπερκυτταρικές δομές (σύνκυτα, σύμπλαστοι) και απαλλαγμένη από πυρήνα μεσοκυττάρια ουσία, η οποία έχει την ικανότητα μεταβολισμού και άρα είναι ζωντανή. Η διαπίστωση της ιδιαιτερότητας των εκδηλώσεων της ζωής τους και της σημασίας τους για το σώμα είναι καθήκον της σύγχρονης κυτταρολογίας. Ταυτόχρονα, τόσο οι πολυπυρηνικές δομές όσο και η εξωκυτταρική ουσία εμφανίζονται μόνο από τα κύτταρα. Τα συγκυτία και τα σύμπλαστα των πολυκύτταρων οργανισμών είναι το προϊόν της σύντηξης των μητρικών κυττάρων και η εξωκυτταρική ουσία είναι το προϊόν της έκκρισής τους, δηλαδή σχηματίζεται ως αποτέλεσμα του κυτταρικού μεταβολισμού.
• Το πρόβλημα του μέρους και του συνόλου επιλύθηκε μεταφυσικά από την ορθόδοξη κυτταρική θεωρία: όλη η προσοχή μεταφέρθηκε στα μέρη του οργανισμού - κύτταρα ή «στοιχειώδεις οργανισμούς».

Η ακεραιότητα του οργανισμού είναι το αποτέλεσμα φυσικών, υλικών σχέσεων που είναι πλήρως προσβάσιμες στην έρευνα και την ανακάλυψη. Τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού δεν είναι άτομα ικανά να υπάρχουν ανεξάρτητα (οι λεγόμενες κυτταρικές καλλιέργειες έξω από το σώμα είναι τεχνητά δημιουργημένα βιολογικά συστήματα). Κατά κανόνα, μόνο εκείνα τα πολυκύτταρα κύτταρα που δημιουργούν νέα άτομα (γαμήτες, ζυγώτες ή σπόρια) είναι ικανά για ανεξάρτητη ύπαρξη και μπορούν να θεωρηθούν ως μεμονωμένους οργανισμούς. Το κελί δεν μπορεί να αποκοπεί από περιβάλλον(όπως, πράγματι, κάθε ζωντανό σύστημα). Η εστίαση όλης της προσοχής σε μεμονωμένα κύτταρα οδηγεί αναπόφευκτα στην ενοποίηση και στη μηχανιστική κατανόηση του οργανισμού ως άθροισμα μερών.

Καθαρισμένη από τον μηχανισμό και συμπληρωμένη με νέα δεδομένα, η κυτταρική θεωρία παραμένει μια από τις πιο σημαντικές βιολογικές γενικεύσεις.

1. Σε ποιον ανήκει η ανακάλυψη του κελιού; Ποιος είναι ο συγγραφέας και ο θεμελιωτής της κυτταρικής θεωρίας; Ποιος συμπλήρωσε τη θεωρία των κυττάρων με την αρχή: «Κάθε κύτταρο είναι από ένα κύτταρο»;

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

Η ανακάλυψη του κελιού ανήκει στον R. Hooke.

Η αρχή «Κάθε κύτταρο είναι από ένα κύτταρο» συμπληρώθηκε από τον R. Virchow στη θεωρία των κυττάρων.

2. Ποιοι επιστήμονες συνέβαλαν σημαντικά στην ανάπτυξη ιδεών για το κύτταρο; Ονομάστε τα πλεονεκτήματα καθενός από αυτά.

● R. Hooke – ανακάλυψη του κυττάρου.

● A. van Leeuwenhoek - ανακάλυψη μονοκύτταρων οργανισμών, ερυθρών αιμοσφαιρίων, σπέρματος.

● Ya. Purkin - ανακάλυψη του πυρήνα σε ένα ζωικό κύτταρο.

● R. Brown - ανακάλυψη του πυρήνα στα φυτικά κύτταρα, το συμπέρασμα ότι ο πυρήνας είναι απαραίτητο συστατικό του φυτικού κυττάρου.

● M. Schleiden - απόδειξη ότι το κύτταρο είναι η κύρια δομική μονάδα των φυτών.

● T. Schwann – το συμπέρασμα ότι όλα τα έμβια όντα αποτελούνται από κύτταρα, η δημιουργία της κυτταρικής θεωρίας.

● R. Virchow – προσθήκη της θεωρίας των κυττάρων με την αρχή «Κάθε κύτταρο είναι από ένα κύτταρο».

3. Διατυπώστε τις βασικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας. Ποια συνεισφορά είχε η κυτταρική θεωρία στην ανάπτυξη της εικόνας της φυσικής επιστήμης του κόσμου;

1. Ένα κύτταρο είναι μια στοιχειώδης δομική και λειτουργική μονάδα ζωντανών οργανισμών, που διαθέτει όλα τα σημάδια και τις ιδιότητες ενός ζωντανού πράγματος.

2. Τα κύτταρα όλων των οργανισμών είναι παρόμοια σε δομή, χημική σύσταση και βασικές εκδηλώσεις της δραστηριότητας της ζωής.

3. Τα κύτταρα σχηματίζονται με διαίρεση του αρχικού μητρικού κυττάρου.

4. Β πολυκύτταρος οργανισμόςΤα κύτταρα ειδικεύονται στη λειτουργία και σχηματίζουν ιστούς. Τα όργανα και τα συστήματα οργάνων κατασκευάζονται από ιστούς.

Η κυτταρική θεωρία είχε σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της βιολογίας και χρησίμευσε ως το θεμέλιο για την περαιτέρω ανάπτυξη πολλών βιολογικών κλάδων - εμβρυολογία, ιστολογία, φυσιολογία κ.λπ. Οι βασικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας έχουν διατηρήσει τη σημασία τους μέχρι σήμερα.

4. Χρησιμοποιώντας τη γνώση που αποκτήθηκε από τη μελέτη της βιολογίας στις τάξεις 6-9, χρησιμοποιήστε παραδείγματα για να αποδείξετε την εγκυρότητα της τέταρτης πρότασης της κυτταρικής θεωρίας.

Για παράδειγμα, η εσωτερική (βλεννώδης) επένδυση του ανθρώπινου λεπτού εντέρου περιέχει κύτταρα επιθήλιο κάλυψης, που εξασφαλίζουν την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών και αποδίδουν προστατευτική λειτουργία. Τα αδενικά επιθηλιακά κύτταρα εκκρίνουν πεπτικά ένζυμακαι άλλες βιολογικά δραστικές ουσίες. Η μεσαία (μυϊκή) μεμβράνη σχηματίζεται από λείο μυϊκό ιστό, τα κύτταρα του οποίου εκτελούν κινητική λειτουργία, προκαλώντας την ανάμειξη των τροφικών μαζών και την κίνηση τους προς το παχύ έντερο. Το εξωτερικό κέλυφος σχηματίζεται από συνδετικό ιστό που εκτελεί προστατευτική λειτουργία και παρέχει σύνδεση του λεπτού εντέρου στο πίσω τοίχωμακοιλιά. Ετσι, το λεπτό έντεροσχηματίζεται από διάφορους ιστούς, τα κύτταρα των οποίων είναι εξειδικευμένα να εκτελούν ορισμένες λειτουργίες. Με τη σειρά του σχηματίζεται το λεπτό έντερο μαζί με άλλα όργανα (οισοφάγος, στομάχι κ.λπ.). πεπτικό σύστημαπρόσωπο.

Τα καλυπτικά κύτταρα του δέρματος των φύλλων εκτελούν προστατευτική λειτουργία. Τα προστατευτικά και τα δευτερεύοντα κύτταρα σχηματίζουν στομαχικές συσκευές που παρέχουν διαπνοή και ανταλλαγή αερίων. Τα κύτταρα παρεγχύματος που φέρουν χλωροφύλλη πραγματοποιούν φωτοσύνθεση. Οι φλέβες του φύλλου περιλαμβάνουν ίνες που προσδίδουν μηχανική αντοχή και αγώγιμους ιστούς, τα στοιχεία των οποίων εξασφαλίζουν τη μεταφορά των διαλυμάτων. Κατά συνέπεια, ένα φύλλο (όργανο φυτού) σχηματίζεται από διαφορετικούς ιστούς, τα κύτταρα των οποίων εκτελούν ορισμένες λειτουργίες.

5. Πριν από τη δεκαετία του 1830. Επικρατούσε η άποψη ότι τα κύτταρα ήταν «σακούλες» με θρεπτικό χυμό, ενώ το κύριο μέρος του κυττάρου θεωρούνταν το κέλυφός του. Ποιος θα μπορούσε να είναι ο λόγος για αυτή την ιδέα των κυττάρων; Ποιες ανακαλύψεις συνέβαλαν στην αλλαγή των ιδεών σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων;

Η μεγεθυντική δύναμη των μικροσκοπίων εκείνης της εποχής δεν επέτρεπε τη λεπτομερή μελέτη του εσωτερικού περιεχομένου των κυττάρων, αλλά οι μεμβράνες τους ήταν καθαρά ορατές. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες έδωσαν προσοχή κυρίως στο σχήμα των κυττάρων και στη δομή των μεμβρανών τους και θεώρησαν ότι το εσωτερικό περιεχόμενο ήταν «διατροφικός χυμός».

Η αλλαγή των ιδεών σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων διευκολύνθηκε κυρίως από το έργο του J. Purkin (ανακάλυψε τον πυρήνα στο αυγό των πτηνών, εισήγαγε την έννοια του «πρωτόπλασμα») και του R. Brown (περιέγραψε τον πυρήνα στα φυτικά κύτταρα , κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αποτελεί ουσιαστικό μέρος των φυτικών κυττάρων).

6. Να αποδείξετε ότι το κύτταρο είναι η στοιχειώδης δομική και λειτουργική μονάδα των ζωντανών οργανισμών.

Ένα κύτταρο είναι μια απομονωμένη, μικρότερη δομή που έχει όλα τα βασικά χαρακτηριστικά ενός ζωντανού πράγματος: μεταβολισμό και ενέργεια, αυτορρύθμιση, ευερεθιστότητα, ικανότητα ανάπτυξης, ανάπτυξης και αναπαραγωγής, αποθήκευση κληρονομικών πληροφοριών και μετάδοση στα θυγατρικά κύτταρα κατά τη διαίρεση. Τα μεμονωμένα συστατικά του κυττάρου δεν παρουσιάζουν όλες αυτές τις ιδιότητες μαζί. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα· έξω από το κύτταρο δεν υπάρχει ζωή. Επομένως, το κύτταρο είναι η στοιχειώδης δομική και λειτουργική μονάδα των ζωντανών οργανισμών.

7*. Το μέγεθος των περισσότερων φυτικών και ζωικών κυττάρων είναι 20-100 μικρά, δηλαδή τα κύτταρα είναι αρκετά μικρές δομές. Τι καθορίζει το μικροσκοπικό μέγεθος των κυττάρων; Εξηγήστε γιατί τα φυτά και τα ζώα δεν αποτελούνται από ένα (ή περισσότερα) τεράστια κύτταρα, αλλά από πολλά μικρά.

Για να διατηρήσει τη ζωτική δραστηριότητα, ένα κύτταρο πρέπει να ανταλλάσσει συνεχώς ουσίες με το περιβάλλον του. Οι ανάγκες του κυττάρου για παροχή θρεπτικών ουσιών, οξυγόνου και απομάκρυνση των τελικών μεταβολικών προϊόντων καθορίζονται από τον όγκο του και η ένταση μεταφοράς των ουσιών εξαρτάται από την επιφάνεια. Έτσι, με την αύξηση του μεγέθους των κυττάρων, οι ανάγκες τους αυξάνονται αναλογικά με τον κύβο (x 3) γραμμικού μεγέθους (x) και η μεταφορά των ουσιών «υστερεί», επειδή αυξάνεται αναλογικά με το τετράγωνο (x 2). Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα των ζωτικών διεργασιών στα κύτταρα αναστέλλεται. Επομένως, τα περισσότερα κύτταρα έχουν μικροσκοπικό μέγεθος.

Τα φυτά και τα ζώα αποτελούνται από πολλά μικρά κύτταρα, και όχι από ένα (ή πολλά) τεράστια γιατί:

● Είναι «ωφέλιμο» τα κύτταρα να είναι μικρά (ο λόγος για αυτό καλύπτεται στην προηγούμενη παράγραφο).

● Ένα ή λίγα κύτταρα δεν θα ήταν αρκετά για να εκτελέσουν όλες τις συγκεκριμένες λειτουργίες που αποτελούν τη βάση της ζωής τέτοιων εξαιρετικά οργανωμένων οργανισμών όπως τα φυτά και τα ζώα. Όσο υψηλότερο είναι το επίπεδο οργάνωσης ενός ζωντανού οργανισμού, τόσο περισσότερους τύπουςκύτταρα περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του και η πιο έντονη κυτταρική εξειδίκευση είναι.

● Σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό, η κυτταρική σύνθεση ανανεώνεται συνεχώς - τα κύτταρα πεθαίνουν και αντικαθίστανται από άλλα. Ο θάνατος ενός (ή πολλών) τεράστιων κυττάρων θα οδηγούσε στο θάνατο ολόκληρου του οργανισμού.

*Οι εργασίες που σημειώνονται με αστερίσκο απαιτούν από τους μαθητές να διατυπώσουν διάφορες υποθέσεις. Επομένως, κατά τη βαθμολόγηση, ο δάσκαλος θα πρέπει να επικεντρωθεί όχι μόνο στην απάντηση που δίνεται εδώ, αλλά να λαμβάνει υπόψη κάθε υπόθεση, αξιολογώντας τη βιολογική σκέψη των μαθητών, τη λογική του συλλογισμού τους, την πρωτοτυπία των ιδεών κ.λπ. Μετά από αυτό, συνιστάται να εξοικειωθούν οι μαθητές με την απάντηση που δόθηκε.

(1) Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από ένα ή περισσότερα κύτταρα. (2) χημικές αντιδράσεις, που απαντώνται σε ζωντανούς οργανισμούς, εντοπίζονται μέσα στα κύτταρα. (3) όλα τα κύτταρα προέρχονται από άλλα κύτταρα. (4) τα κύτταρα περιέχουν κληρονομικές πληροφορίες που μεταβιβάζονται από τη μια γενιά στην άλλη.

Ο πρώτος άνθρωπος που είδε κύτταρα ήταν ο Άγγλος επιστήμονας Ρόμπερτ Χουκ (γνωστός σε εμάς χάρη στο νόμο του Χουκ). Το 1663, προσπαθώντας να καταλάβει γιατί το δέντρο μπάλσα επιπλέει τόσο καλά, ο Χουκ άρχισε να εξετάζει λεπτά τμήματα φελλού χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο που είχε βελτιώσει. Ανακάλυψε ότι ο φελλός ήταν χωρισμένος σε πολλά μικροσκοπικά κελιά, που του θύμιζαν κελιά μοναστηριού, και τα ονόμασε αυτά τα κελιά κύτταρα(Στα Αγγλικά κύτταροσημαίνει «κελί, κελί, κλουβί»). Το 1674, ο Ολλανδός δάσκαλος Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) χρησιμοποίησε ένα μικροσκόπιο για πρώτη φορά για να δει «ζώα» - κινούμενους ζωντανούς οργανισμούς - σε μια σταγόνα νερού. Έτσι, στις αρχές του 18ου αιώνα, οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κύτταρα.

Ωστόσο, μόλις το 1838 ο Matthias Schleiden, ο οποίος αφιέρωσε πολλά χρόνια της ζωής του σε μια λεπτομερή μελέτη των φυτικών ιστών, πρότεινε ότι όλα τα φυτά αποτελούνται από κύτταρα. Και στο του χρόνουΟι Schleiden και Theodor Schwann υπέθεσαν ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κυτταρική δομή. Έτσι τέθηκαν τα θεμέλια της σύγχρονης κυτταρικής θεωρίας. Το 1858, η θεωρία συμπληρώθηκε από τον Γερμανό παθολόγο Rudolph Virchow (1821-1902). Του ανήκει το ρητό: «Όπου υπάρχει ένα κελί, πρέπει να υπάρχει ένα κελί πριν από αυτό». Με άλλα λόγια, ένα ζωντανό πράγμα μπορεί να προκύψει μόνο από ένα άλλο ζωντανό πράγμα. Όταν οι νόμοι του Μέντελ ανακαλύφθηκαν ξανά και οι επιστήμονες άρχισαν να ενδιαφέρονται για ζητήματα κληρονομικότητας, η κυτταρική θεωρία συμπληρώθηκε από την τέταρτη από αυτές τις θέσεις που αναφέρονται παραπάνω. Σήμερα είναι γνωστό ότι κληρονομικό υλικόπου περιέχεται στο κυτταρικό DNA ( εκ.Το Κεντρικό Δόγμα της Μοριακής Βιολογίας).

Theodor SCHWANN
Theodor Schwann, 1810-82

Γερμανός φυσιολόγος, γεννημένος στο Neuss. Ετοιμαζόταν να γίνει ιερέας, αλλά σύντομα άρχισε να ενδιαφέρεται για την ιατρική. Αφού έλαβε το πτυχίο ιατρικής στο Βερολίνο, ο Schwann έκανε μια σειρά από ανακαλύψεις στον τομέα της βιοχημείας. Αργότερα, ήδη ως καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Λιέγης, ο Schwann μεταπήδησε στη θέση του θρησκευτικού μυστικισμού.

Matthias Jacob SCHLEIDEN
Matthias Jacob Schleiden, 1804-81

Γερμανός βοτανολόγος, γεννημένος στο Αμβούργο στην οικογένεια ενός διάσημου γιατρού. Εκπαιδεύτηκε ως δικηγόρος, αλλά εγκατέλειψε τη νομική για να σπουδάσει βοτανική και τελικά έγινε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ιένας. Σε αντίθεση με άλλους βοτανολόγους, που εκείνη την εποχή περιορίζονταν στην ταξινόμηση των φυτών, το κύριο εργαλείο του Schleiden για τη μελέτη της ανάπτυξης και της δομής των φυτών ήταν το μικροσκόπιο.