Fondatorul teoriei celulare. Istoria creării teoriei celulare

Istoria creării teoriei celulare Hooke (Hooke) Robert (18 iulie 1635, Freshwater, Wight - 3 martie 1703, Londra) Prima persoană care a văzut celule a fost omul de știință englez Robert Hooke (cunoscut nouă datorită lui Hooke). lege). În 1665, încercând să înțeleagă de ce pluta plutește atât de bine, Hooke a început să examineze secțiuni subțiri de plută folosind un microscop pe care îl îmbunătățise. El a descoperit că pluta era împărțită în multe celule minuscule, asemănătoare fagurilor, construite din celule care îi aminteau de celulele monahale și le-a numit celulele (în engleză, celulă înseamnă „celulă, celulă, celulă”). De fapt, Robert Hooke a văzut doar învelișurile celulelor vegetale. Așa arătau celulele la microscopul lui Hooke.

Istoria creării teoriei celulare Leeuwenhoek, Anthony van (24 octombrie 1632, Delft - 26 august 1723, ibid.), naturalist olandez. Purkyne Jan Evangelista (17 decembrie 1787, Libochovice - 28 iulie 1869, Praga), fiziolog ceh. Brown, Robert (21. 12. 1773, Montrose - 10. 06. 1858, Londra), botanist scoțian o picătură de apă „animale” - organisme vii în mișcare - organisme unicelulare (bacterii). Primii microscopiști, după Hooke, au acordat atenție doar membranelor celulare. Nu este greu să le înțelegi. Microscoapele la acea vreme erau imperfecte și aveau o mărire scăzută. perioadă lungă de timp Membrana a fost considerată principala componentă structurală a celulei. Abia în 1825, omul de știință ceh J. Purkyne (1787-1869) a atras atenția asupra conținutului gelatinos semi-lichid al celulelor și l-a numit protoplasmă (acum se numește citoplasmă). Abia în 1833, botanistul englez R. Brown (1773-1858), descoperitorul mișcării termice haotice a particulelor (numită mai târziu brownian în onoarea sa), a descoperit nuclee în celule. Brown în acei ani era interesat de structura și dezvoltarea plantelor ciudate - orhidee tropicale. El a făcut secțiuni din aceste plante și le-a examinat cu un microscop. Brown a observat mai întâi niște structuri sferice ciudate, nedescrise, în centrul celulelor. El a numit această structură celulară nucleu.

Istoria creării teoriei celulare Schleiden Matthias Jakob (05.04.1804, Hamburg - 23.06.1881, Frankfurt pe Main), botanist german. Totodată, botanistul german M. Schleiden a stabilit că plantele au o structură celulară. Descoperirea lui Brown a servit drept cheie pentru descoperirea lui Schleiden. Faptul este că membranele celulare, în special cele tinere, sunt adesea slab vizibile la microscop. Un alt lucru este miezul. Este mai ușor de detectat nucleul și apoi membrana celulară. Schleiden a profitat de asta. A început să parcurgă metodic secțiuni după secțiuni, căutând nuclee, apoi scoici, repetând totul iar și iar pe secțiuni ale diferitelor organe și părți ale plantelor. După aproape cinci ani de cercetări metodice, Schleiden și-a încheiat munca. El a demonstrat în mod convingător că toate organele plantelor sunt de natură celulară. Schleiden și-a fundamentat teoria pentru plante. Dar mai erau animale. Care este structura lor, este posibil să vorbim despre o singură lege a structurii celulare pentru toate viețuitoarele? La urma urmei, împreună cu studiile care au demonstrat structura celulară a țesuturilor animale, au existat lucrări în care această concluzie a fost puternic contestată. Făcând secțiuni de oase, dinți și o serie de alte țesuturi de animale, oamenii de știință nu au văzut nicio celulă. Erau formate din celule înainte? Cum s-au schimbat? Răspunsul la aceste întrebări a fost dat de un alt om de știință german - T. Schwann, care a creat teoria celulară a structurii țesuturilor animale. Schwann a determinat această descoperire, Schleiden i-a oferit lui Schwann o busolă bună - miezul. Schwann a folosit aceeași tehnică în munca sa - mai întâi căutați nucleele celulelor, apoi membranele acestora. Într-un timp record - în doar un an - Schwann și-a finalizat lucrarea titanică și deja în 1839: a publicat rezultatele în lucrare " Studii microscopice privind corespondența în structura și creșterea animalelor și a plantelor”, unde a formulat principalele prevederi ale teoriei celulare Schwann (Schwann) Theodor (07. 12. 1810, Neuss - 11. 01. 1882, Köln), un fiziolog german. .

Istoria creării teoriei celulare Principalele prevederi ale teoriei celulare după M. Schleiden și T. Schwann 1. Toate organismele constau din aceleași părți - celule; se formează şi cresc după aceleaşi legi. 2. Principiu general dezvoltare pentru părțile elementare ale corpului - formarea celulelor. 3. Fiecare celulă din anumite limite este un individ, un fel de întreg independent. Dar acești indivizi acționează împreună, astfel încât să iasă la iveală un întreg armonios. Toate țesuturile sunt formate din celule. 4. Procesele care au loc în celulele vegetale pot fi reduse la următoarele: 1) apariţia de noi celule; 2) creșterea dimensiunii celulelor; 3) transformarea conținutului celular și îngroșarea perete celular. După aceea, faptul structurii celulare a tuturor organismelor vii a devenit incontestabil. Cercetările ulterioare au arătat că este posibil să se găsească organisme care constau dintr-un număr mare de celule; organisme formate dintr-un număr limitat de celule; în cele din urmă, cei al căror corp întreg este reprezentat de o singură celulă. Organismele fără celule nu există în natură. T. Schwann și M. Schleiden au crezut în mod eronat că celulele din organism provin din substanța primară non-celulară.

Istoria creării teoriei celulare Virchow Rudolf Ludwig Karl (13.10.1821, Schifelbein, Pomerania - 05.09.1902, Berlin) Baer Karl Maksimovich (17/28.2.1792, moșia Piib - 16/28.11 1876, Tartuiden) Schleiden) Matthias Jakob (05. 04. 1804, Hamburg - 23. 06. 1881, Frankfurt pe Main) Mai târziu Rudolf Vikhrov (în 1858) a formulat una dintre cele mai importante prevederi ale teoriei celulare: o celulă provine dintr-o altă celulă .. Acolo unde apare o celulă, ea trebuie să fie precedată de o celulă, la fel cum un animal provine numai dintr-un animal, o plantă numai dintr-o plantă. O celulă poate apărea numai dintr-o celulă anterioară ca urmare a diviziunii acesteia. Academicianul Academiei Ruse de Științe Karl Baer a descoperit oul de mamifer și a descoperit că toate organismele multicelulare își încep dezvoltarea dintr-o singură celulă. Această descoperire a arătat că celula nu este doar o unitate de structură, ci și o unitate de dezvoltare a tuturor organismelor vii. Ideea că toate organismele sunt formate din celule a fost unul dintre cele mai importante progrese teoretice din istoria biologiei, deoarece a creat un cadru unificat pentru studiul tuturor ființelor vii. Zoologul Schleiden a descris-o pentru prima dată în 1873 diviziune indirectă celule animale – „mitoză”.

Istoria creării teoriei celulare Primele etape în formarea și dezvoltarea ideii de celulă 1. Originea conceptului de celulă 1665 - R. Hooke a examinat mai întâi o secțiune de plută la microscop, a introdus termenul „celulă” 1680 - A. Leeuwenhoek a descoperit organismele unicelulare 2. Teoria apariției celulei în 1838, T. Schwan și M. Schleiden au rezumat cunoștințele despre celulă, au formulat principalele prevederi ale teoriei celulare: Toate organismele vegetale și animale constau de celule care sunt similare ca structură. 3. Dezvoltarea teoriei celulare 1858 - R. Vikhrov a susținut că fiecare cușcă nouă provine doar dintr-o celulă ca urmare a diviziunii acesteia 1658 - K. Baer a stabilit că toate organismele își încep dezvoltarea dintr-o singură celulă

CELULA O celulă este o unitate elementară a unui sistem viu. Funcțiile specifice în celulă sunt distribuite între organele - structuri intracelulare. În ciuda varietății formelor, celulele tipuri diferite sunt izbitor de similare în principalele lor caracteristici structurale. Celula este un sistem viu elementar, constând din trei elemente structurale principale - învelișul, citoplasma și nucleul. Citoplasma și nucleul formează protoplasma. Aproape toate țesuturile organismelor multicelulare sunt formate din celule. Pe de altă parte, mucegaiurile slime constau dintr-o masă celulară neseptată cu mulți nuclei. Matrite mazga. Rândul de sus, de la stânga la dreapta: Physarium citrinum, Arcyria cinerea, Physarum polycephalum. Rândul de jos, de la stânga la dreapta: Stemonitopsis gracilis, Lamproderma arcyrionema, Diderma effusum Mușchiul cardiac al animalelor este aranjat într-un mod similar. O serie de structuri ale corpului (cochilii, perle, baza minerală a oaselor) sunt formate nu din celule, ci din produsele secreției lor.

CELULA Organismele mici pot consta din doar sute de celule. Corpul uman include 1014 celule. Cea mai mică celulă cunoscută acum are o dimensiune de 0,2 microni, cea mai mare - un ou de epiornis nefertilizat - cântărește aproximativ 3,5 kg. În stânga, epiornis exterminat cu câteva secole în urmă. În dreapta se află oul său, găsit în Madagascar.Dimensiunile tipice ale celulelor vegetale și animale variază de la 5 la 20 de microni. În acest caz, de obicei nu există o relație directă între dimensiunea organismelor și dimensiunea celulelor lor. Pentru a menține concentrația necesară de substanțe în sine, celula trebuie să fie separată fizic de mediul său. În același timp, activitatea vitală a organismului implică un schimb intens de substanțe între celule. Membrana plasmatică acționează ca o barieră între celule. Structura interna celulele au fost mult timp un mister pentru oamenii de știință; se credea că membrana limitează protoplasma - un fel de lichid în care au loc toate procesele biochimice. Datorită microscopiei electronice, secretul protoplasmei a fost dezvăluit, iar acum se știe că în interiorul celulei există o citoplasmă în care sunt prezente diverse organite și material genetic sub formă de ADN, asamblat în principal în nucleu (la eucariote) .

STRUCTURA CELULEI Structura celulei este unul dintre principiile importante ale clasificării organismelor. Structura celulelor animale Structura celulelor vegetale

NUCLEUL Nucleul este prezent în celulele tuturor eucariotelor, cu excepția eritrocitelor de mamifere. Unele protozoare au doi nuclei, dar, de regulă, celula conține doar un nucleu. Nucleul ia de obicei forma unei bile sau a unui ou; ca dimensiune (10–20 µm), este cea mai mare dintre organele. Nucleul este delimitat de citoplasmă de membrana nucleară, care este formată din două membrane: externă și internă, având aceeași structură ca și membrana plasmatică. Între ele este un spațiu îngust umplut cu o substanță semi-lichidă. Prin mulți pori din învelișul nuclear are loc schimbul de substanțe între nucleu și citoplasmă (în special, eliberarea ARNm în citoplasmă). Membrana exterioară este adesea plină de ribozomi care sintetizează proteine. Nucleul celulei Sub învelișul nuclear se află carioplasma (sucul nuclear), care primește substanțe din citoplasmă. Carioplasma conține cromatina, substanța care transportă ADN, și nucleoli. Nucleolul este o structură rotunjită în nucleu unde se formează ribozomii. Totalitatea cromozomilor conținuți în cromatină se numește set de cromozomi. Numărul de cromozomi din celulele somatice este diploid (2 n), spre deosebire de celulele germinale care au un set haploid de cromozomi (n). Cea mai importantă funcție a nucleului este păstrarea informațiilor genetice. Când o celulă se divide, nucleul se împarte și el în două, iar ADN-ul din ea este copiat (replicat). Din acest motiv, toate celulele fiice au și nuclei.

CITOPLASMA ȘI ORGANELE SEI Citoplasma este o substanță apoasă - citosol (90% apă), care conține diverse organite, precum și substanțe nutritive (sub formă de soluții adevărate și coloidale) și deșeuri insolubile ale proceselor metabolice. Glicoliza are loc în citosol acizi grași, nucleotide și alte substanțe. Citoplasma este o structură dinamică. Organelele se mișcă și, uneori, cicloza este vizibilă - mișcare activă, care implică întreaga protoplasmă. Organele care sunt caracteristice atât celulelor animale, cât și celulelor vegetale. Mitocondriile sunt uneori denumite „centrale celulare”. Acestea sunt organite spiralate, rotunjite, alungite sau ramificate, a căror lungime variază între 1,5–10 µm, iar lățimea este de 0,25–1 µm. Mitocondriile își pot schimba forma și se pot deplasa în zonele celulei unde sunt cele mai necesare. O celulă conține până la o mie de mitocondrii, iar acest număr depinde foarte mult de activitatea celulei. Fiecare mitocondrie este înconjurată de două membrane, care conțin ARN, proteine ​​și ADN mitocondrial, care este implicat în sinteza mitocondriilor împreună cu ADN-ul nuclear. Membrana interioară este pliată în pliuri numite cristae. Este posibil ca mitocondriile să fi fost cândva bacterii cu mișcare liberă care, după ce au intrat accidental în celulă, au intrat în simbioză cu gazda. Cea mai importantă funcție a mitocondriilor este sinteza ATP, care are loc datorită oxidării substanțelor organice. Mitocondriile

RETAIL ENDOPLASMATIC ȘI RIBOZOMI Reticulul endoplasmatic: structuri netede și granulare. În apropiere se află o fotografie mărită de 10.000 de ori.Reticulul endoplasmatic este o rețea de membrane care pătrund în citoplasma celulelor eucariote. Poate fi observat doar cu un microscop electronic. Reticulul endoplasmatic conectează organele între ele, prin el are loc transportul nutrienți. Smooth ER are forma unor tubuli, ai căror pereți sunt membrane similare ca structură cu membrana plasmatică. Sintetizează lipide și carbohidrați. Există mulți ribozomi pe membranele canalelor și cavităților ER granulare; acest tip de rețea este implicat în sinteza proteinelor Ribozomii sunt organele mici (15–20 nm în diametru) formate din ARNr și polipeptide. Cea mai importantă funcție a ribozomilor este sinteza proteinelor. Numărul lor în celulă este foarte mare: mii și zeci de mii. Ribozomii pot fi asociați cu reticulul endoplasmatic sau pot fi în stare liberă. În procesul de sinteză, de obicei participă simultan mulți ribozomi, uniți în lanțuri, numite poliribozomi.

APARATUL GOLGI ȘI LIZOSOMUL Aparatul Golgi este un teanc de saci membranosi (cisternă) și un sistem asociat de vezicule. Pe partea exterioară, concavă, a stivei de vezicule (înmugurire, aparent, din reticulul endoplasmatic neted), se formează constant noi cisterne, pe interior cisternele se transformă înapoi în bule. Funcția principală a aparatului Golgi este transportul de substanțe în citoplasmă și mediul extracelular, precum și sinteza grăsimilor și carbohidraților, în special, glicoproteina mucină, care formează mucus, precum și ceară, gumă și lipici vegetal. . Aparatul Golgi este implicat în creșterea și reînnoirea membranei plasmatice și în formarea lizozomilor. Lizozomii sunt saci membranari plini cu enzime digestive. Există în special mulți lizozomi în celulele animale, aici dimensiunea lor este de zecimi de micrometru. Lizozomii descompun nutrienții, digeră bacteriile care au intrat în celulă, secretă enzime și îndepărtează părțile inutile ale celulelor prin digestie. Lizozomii sunt, de asemenea, „mijloacele de sinucidere” ale celulei: în unele cazuri (de exemplu, când coada unui mormoloc moare), conținutul lizozomilor este aruncat în celulă și aceasta moare. Lizozomi

Centrioli Citoscheletul celular. Microfilamentele sunt albastre, microtubulii verzi și fibrele intermediare roșii.Celulele vegetale conțin toate organelele găsite în celulele animale (cu excepția centriolilor). Cu toate acestea, au și structuri caracteristice doar plantelor.

În ciuda descoperirilor extrem de importante din secolele al XVII-lea - al XVIII-lea, întrebarea dacă celulele fac parte din toate părțile plantelor și dacă nu numai plantele, ci și organismele animale sunt construite din ele, a rămas deschisă. Abia în 1838-1839. această întrebare a fost în cele din urmă rezolvată de oamenii de știință germani botanist Matthias Schleiden și fiziologul Theodor Schwann. Ei au creat așa-numita teorie celulară. Esența sa a fost recunoașterea finală a faptului că toate organismele, atât vegetale, cât și animale, de la cele mai de jos la cele mai înalt organizate, constau din cele mai simple elemente - celule (Fig. 1.)

Separarea ulterioară a enzimelor solubile, ADN și ARN poate fi pronunțată prin electroforeză.

Principalele prevederi ale teoriei celulare la nivelul actual de dezvoltare a biologiei pot fi formulate astfel: O celulă este un sistem viu elementar, baza structurii, vieții, reproducerii și dezvoltării individuale a procariotelor și eucariotelor. Nu există viață în afara celulei. Celulele noi apar numai prin divizarea celulelor preexistente. Celulele tuturor organismelor sunt similare ca structură și compoziție chimică. Creșterea și dezvoltarea unui organism multicelular este o consecință a creșterii și reproducerii uneia sau mai multor celule inițiale. Structura celulară a organismelor este o dovadă că toate viețuitoarele au o singură origine.

, plantele și bacteriile au o structură similară. Mai târziu, aceste concluzii au devenit baza pentru demonstrarea unității organismelor. T. Schwann și M. Schleiden au introdus conceptul fundamental al celulei în știință: nu există viață în afara celulelor.

teoria celulei completată și editată în mod repetat.

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Metode de citologie. Teoria celulei. Lecție video de biologie, clasa a 10-a

✪ Teoria celulară | Biologie Clasa 10 #4 | lecție de informații

✪ Subiectul 3, partea 1. CITOLOGIE. TEORIA CELULEI. STRUCTURA MEMBRANEI.

✪ Teoria celulară | Structura celulară | Biologie (partea 2)

✪ 7. Teoria celulară (istorie + metode) (clasele 9 sau 10-11) - biologie, pregătire pentru examen și examen 2018

Subtitrări

Prevederi ale teoriei celulare a lui Schleiden-Schwann

Creatorii teoriei și-au formulat principalele prevederi după cum urmează:

• O celulă este o unitate structurală elementară a structurii tuturor ființelor vii.
• Celulele plantelor și animalelor sunt independente, omoloage între ele ca origine și structură.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne

Link și Moldenhower stabilesc că celulele plantelor au pereți independenți. Se dovedește că celula este un fel de structură izolată morfologic. În 1831, G. Mol demonstrează că chiar și structurile aparent necelulare ale plantelor precum acviferele se dezvoltă din celule.

F. Meyen în „Phytotomy” (1830) descrie celulele vegetale care „fie sunt unice, astfel încât fiecare celulă este un individ separat, așa cum se găsește în alge și ciuperci, fie, formând plante mai bine organizate, se combină în mai multe și mai mici. mase. Meyen subliniază independența metabolismului fiecărei celule.

În 1831, Robert Brown descrie nucleul și sugerează că este o constantă parte integrantă celula plantei.

Școala Purkinje

În 1801, Vigia a introdus conceptul de țesuturi animale, dar a izolat țesuturile pe baza pregătirii anatomice și nu a folosit un microscop. Dezvoltarea ideilor despre structura microscopică a țesuturilor animale este asociată în primul rând cu cercetările lui Purkinje, care și-a fondat școala la Breslau.

Purkinje și studenții săi (de remarcat mai ales G. Valentin) au dezvăluit în prima și cea mai generală formă structura microscopică a țesuturilor și organelor mamiferelor (inclusiv a oamenilor). Purkinje și Valentin au comparat celulele vegetale individuale cu anumite structuri microscopice ale țesuturilor animale, pe care Purkinje le-a numit cel mai adesea „semințe” (pentru unele structuri animale, termenul „celulă” a fost folosit în școala sa).

În 1837, Purkinje a susținut o serie de prelegeri la Praga. În ele, el a raportat observațiile sale asupra structurii glandelor gastrice, sistem nervos etc. În tabelul atașat raportului său au fost date imagini clare ale unor celule din țesuturi animale. Cu toate acestea, Purkinje nu a putut stabili omologia celulelor vegetale și a celulelor animale:

• în primul rând, prin boabe a înțeles fie celule, fie nuclee celulare;
• în al doilea rând, termenul „celulă” a fost atunci înțeles literal ca „un spațiu delimitat de pereți”.

Purkinje a comparat celulele vegetale și „semințele” animale în termeni de analogie, nu omologie a acestor structuri (înțelegând termenii „analogie” și „omologie” în sensul modern).

Școala Müller și opera lui Schwann

A doua școală în care a fost studiată structura microscopică a țesuturilor animale a fost laboratorul lui Johannes Müller din Berlin. Müller a studiat structura microscopică a coardei dorsale (coarda); studentul său Henle a publicat un studiu asupra epiteliului intestinal, în care a făcut o descriere a diferitelor tipuri ale acestuia și a structurii lor celulare.

Aici au fost efectuate studiile clasice ale lui Theodor Schwann, punând bazele teoriei celulare. Opera lui Schwann a fost puternic influențată de școala lui Purkinje și Henle. Schwann a găsit principiul corect compararea celulelor vegetale și a structurilor microscopice elementare ale animalelor. Schwann a reușit să stabilească omologie și să dovedească corespondența în structura și creșterea structurilor microscopice elementare ale plantelor și animalelor.

Semnificația nucleului din celula Schwann a fost determinată de cercetările lui Matthias Schleiden, care în 1838 a publicat lucrarea Materials on Phytogenesis. Prin urmare, Schleiden este adesea numit un coautor al teoriei celulare. Ideea de bază a teoriei celulare - corespondența celulelor vegetale și a structurilor elementare ale animalelor - a fost străină de Schleiden. El a formulat teoria formării de noi celule dintr-o substanță fără structură, conform căreia, în primul rând, nucleolul se condensează din cea mai mică granularitate și se formează un nucleu în jurul său, care este primul celulei (citoblast). Cu toate acestea, această teorie s-a bazat pe fapte incorecte.

În 1838, Schwann a publicat 3 rapoarte preliminare, iar în 1839 a apărut lucrarea sa clasică „Studii microscopice privind corespondența în structura și creșterea animalelor și plantelor”, în chiar titlul căruia ideea principală a celulei. teoria este exprimată:

• În prima parte a cărții, el examinează structura notocordului și cartilajului, arătând că structurile lor elementare - celulele se dezvoltă în același mod. Mai mult, el demonstrează că structurile microscopice ale altor țesuturi și organe ale organismului animal sunt, de asemenea, celule, destul de comparabile cu celulele cartilajului și coardelor.
• A doua parte a cărții compară celulele vegetale și celulele animale și arată corespondența dintre acestea.
• A treia parte dezvoltă prevederi teoretice și formulează principiile teoriei celulare. Cercetările lui Schwann au fost cele care au oficializat teoria celulară și au dovedit (la nivelul cunoștințelor de atunci) unitatea structurii elementare a animalelor și plantelor. Principala greșeală a lui Schwann a fost părerea lui, după Schleiden, despre posibilitatea apariției celulelor dintr-o substanță necelulară fără structură.

Dezvoltarea teoriei celulare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea

Începând cu anii 1840 ai secolului al XIX-lea, teoria celulei a fost în centrul atenției întregii biologie și s-a dezvoltat rapid, transformându-se într-o ramură independentă a științei - citologia.

Pentru dezvoltare ulterioarăÎn teoria celulară, extinderea ei la protiști (protozoare), care au fost recunoscute ca celule cu viață liberă, a fost esențială (Siebold, 1848).

În acest moment, ideea compoziției celulei se schimbă. Se clarifică importanța secundară a membranei celulare, care era recunoscută anterior ca cea mai esențială parte a celulei, și se aduce importanța protoplasmei (citoplasmei) și a nucleului celular (Mol, Cohn, LS Tsenkovsky, Leydig, Huxley). în prim plan, care și-a găsit expresia în definiția celulei dată de M. Schulze în 1861:

O celulă este un bulgăre de protoplasmă cu un nucleu conținut în interior.

În 1861, Brucco a prezentat o teorie despre structura complexă a celulei, pe care o definește drept „organism elementar”, clarifică teoria formării celulelor dintr-o substanță fără structură (citoblastem) dezvoltată în continuare de Schleiden și Schwann. S-a descoperit că metoda de formare a celulelor noi este diviziunea celulară, care a fost studiată pentru prima dată de Mole pe alge filamentoase. În infirmarea teoriei citoblastemului asupra materialului botanic, studiile lui Negeli și N. I. Zhele au jucat un rol important.

Diviziunea celulelor tisulare la animale a fost descoperită în 1841 de Remak. S-a dovedit că fragmentarea blastomerelor este o serie de diviziuni succesive (Bishtyuf, N. A. Kelliker). Ideea răspândirii universale a diviziunii celulare ca modalitate de a forma noi celule este fixată de R. Virchow sub forma unui aforism:

„Omnis cellula ex cellula”.
Fiecare celulă dintr-o celulă.

În dezvoltarea teoriei celulare în secolul al XIX-lea, apar contradicții ascuțite, reflectând natura duală a teoriei celulare care s-a dezvoltat în cadrul unei concepții mecaniciste despre natură. Deja în Schwann există o încercare de a considera organismul ca o sumă de celule. Această tendință este dezvoltată în special în „Patologia celulară” a lui Virchow (1858).

Lucrarea lui Virchow a avut un impact ambiguu asupra dezvoltării științei celulare:

• El a extins teoria celulară în domeniul patologiei, ceea ce a contribuit la recunoașterea universalității doctrinei celulare. Lucrarea lui Virchow a consolidat respingerea teoriei lui Schleiden și Schwann despre citoblastem, a atras atenția asupra protoplasmei și nucleului, recunoscute ca părțile cele mai esențiale ale celulei.
• Virchow a direcționat dezvoltarea teoriei celulare pe calea unei interpretări pur mecaniciste a organismului.
• Virchow a ridicat celulele la nivelul unei ființe independente, drept urmare organismul a fost considerat nu ca un întreg, ci pur și simplu ca o sumă de celule.

Secolului 20

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, teoria celulară a căpătat un caracter din ce în ce mai metafizic, întărit de Fiziologia celulară a lui Ferworn, care considera orice proces fiziologic, care curge în organism, ca o simplă sumă a manifestărilor fiziologice ale celulelor individuale. La sfârșitul acestei linii de dezvoltare a teoriei celulare a apărut teoria mecanicistă a „stării celulare”, care a fost susținută de Haeckel, printre alții. Conform acestei teorii, corpul este comparat cu statul, iar celulele sale - cu cetățenii. O astfel de teorie a contrazis principiul integrității organismului.

Direcția mecanicistă în dezvoltarea teoriei celulare a fost aspru criticată. În 1860, I. M. Sechenov a criticat ideea lui Virchow despre o celulă. Mai târziu, teoria celulară a fost supusă unor evaluări critice de către alți autori. Cele mai serioase și fundamentale obiecții au fost făcute de Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907) și Dobell (1911). Histologul ceh Studnička (1929, 1934) a făcut o critică extinsă a teoriei celulare.

În anii 1930, biologul sovietic O. B. Lepeshinskaya, pe baza datelor cercetării sale, a prezentat o „nouă teorie celulară” spre deosebire de „virchowianism”. S-a bazat pe ideea că în ontogeneză celulele se pot dezvolta dintr-o substanță vie non-celulară. Verificarea critică a faptelor puse de O. B. Lepeshinskaya și adepții săi ca bază a teoriei prezentate de ea nu a confirmat datele privind dezvoltarea nucleele celulare din „materie vie” fără nuclee.

Teoria celulară modernă

Teoria celulară modernă pornește de la faptul că structura celulară este forma principala existența vieții inerente tuturor organismelor vii, cu excepția virușilor. Perfecţiune structura celulară a fost punctul central dezvoltare evolutivă atât la plante, cât și la animale, iar structura celulară este ferm stabilită în majoritatea organismelor moderne.

În același timp, prevederile dogmatice și incorecte metodologic ale teoriei celulare ar trebui reevaluate:

• Structura celulară este principala, dar nu singura formă de existență a vieții. Virușii pot fi considerați forme de viață necelulare. Adevărat, ele prezintă semnele unui lucru viu (metabolism, capacitate de reproducere etc.) doar în interiorul celulelor, în afara celulelor virusul este complex. chimic. Potrivit majorității oamenilor de știință, la originea lor, virușii sunt asociați cu celula, fac parte din materialul ei genetic, genele „sălbatice”.
• S-a dovedit că există două tipuri de celule - procariote (celule de bacterii și arheebacterii), care nu au un nucleu delimitat de membrane, și eucariote (celule de plante, animale, ciuperci și protisti), având un nucleu înconjurat de un membrana dubla cu pori nucleari. Există multe alte diferențe între celulele procariote și eucariote. Majoritatea procariotelor nu au organele membranare interne, în timp ce majoritatea eucariotelor au mitocondrii și cloroplaste. Conform teoriei simbiogenezei, aceste organite semi-autonome sunt descendenții celulelor bacteriene. Astfel, celula eucariotă este un sistem mai mult nivel inalt organizație, nu poate fi considerată în întregime omoloagă cu o celulă bacteriană (o celulă bacteriană este omoloagă cu o mitocondrie a unei celule umane). Omologia tuturor celulelor, astfel, a fost redusă la prezența unei membrane exterioare închise dintr-un strat dublu de fosfolipide (în arhebacterii are o compoziție chimică diferită față de alte grupuri de organisme), ribozomi și cromozomi - material ereditar sub formă de molecule de ADN care formează un complex cu proteine ​​. Acest lucru, desigur, nu neagă originea comună a tuturor celulelor, ceea ce este confirmat de comunitatea compoziției lor chimice.
• Teoria celulară a considerat organismul ca o sumă de celule și a dizolvat manifestările vieții organismului în suma manifestărilor vieții celulelor sale constitutive. Aceasta a ignorat integritatea organismului, modelele întregului au fost înlocuite cu suma părților.
• Considerând celula ca un element structural universal, teoria celulară a considerat celulele tisulare și gameții, protisții și blastomerii ca structuri complet omoloage. Aplicabilitatea conceptului de celulă la protisti este o problemă discutabilă a științei celulare, în sensul că multe celule complexe multinucleate ale protiștilor pot fi considerate structuri supracelulare. În celulele tisulare, celulele germinale, protistele, se manifestă o organizare celulară comună, exprimată în izolarea morfologică a carioplasmei sub formă de nucleu, totuși, aceste structuri nu pot fi considerate echivalente calitativ, ducând toate caracteristicile lor specifice dincolo de conceptul de " celulă”. În special, gameții animalelor sau plantelor nu sunt doar celule ale unui organism multicelular, ci o generație haploidă specială a acestora. ciclu de viață, care are caracteristici genetice, morfologice și uneori ecologice și este supus acțiunii independente a selecției naturale. În același timp, aproape toate celulele eucariote au, fără îndoială, o origine comună și un set de structuri omoloage - elemente ale citoscheletului, ribozomi de tip eucariot etc.
• Teoria celulară dogmatică a ignorat specificul structurilor necelulare din corp sau chiar le-a recunoscut, așa cum a făcut Virchow, ca neînsuflețite. De fapt, în organism, pe lângă celule, există structuri supracelulare multinucleare (sincitie, simplaste) și o substanță intercelulară fără nucleu care are capacitatea de a metaboliza și, prin urmare, este vie. Stabilirea specificului manifestărilor lor vitale și a semnificației pentru organism este sarcina citologiei moderne. În același timp, atât structurile multinucleare, cât și substanța extracelulară apar numai din celule. Sincitia și simplastele organismelor multicelulare sunt produsul fuziunii celulelor originale, iar substanța extracelulară este produsul secreției lor, adică se formează ca urmare a metabolismului celular.
• Problema părții și a întregului a fost rezolvată metafizic de teoria celulară ortodoxă: toată atenția a fost transferată către părțile organismului - celule sau „organisme elementare”.

Integritatea organismului este rezultatul unor relații naturale, materiale, care sunt destul de accesibile cercetării și dezvăluirii. Celulele unui organism multicelular nu sunt indivizi capabili să existe independent (așa-numitele culturi celulare din afara organismului sunt sisteme biologice create artificial). De regulă, numai acele celule multicelulare care dau naștere la noi indivizi (gameți, zigoți sau spori) sunt capabile de existență independentă și pot fi considerate ca organisme individuale. Celula nu poate fi ruptă mediu inconjurator(ca, într-adevăr, orice sistem viu). Concentrarea întregii atenții asupra celulelor individuale duce inevitabil la unificare și la o înțelegere mecanicistă a organismului ca sumă de părți.

Purificată din mecanism și completată cu date noi, teoria celulară rămâne una dintre cele mai importante generalizări biologice.

1. Cui aparține descoperirea celulei? Cine este autorul și fondatorul teoriei celulare? Cine a completat teoria celulară cu principiul: „Fiecare celulă este dintr-o celulă”?

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

Descoperirea celulei îi aparține lui R. Hooke.

R. Virchow a completat teoria celulară cu principiul „Fiecare celulă este dintr-o celulă”.

2. Ce oameni de știință au contribuit semnificativ la dezvoltarea ideilor despre celulă? Enumerați realizările fiecăruia.

● R. Hooke - deschiderea celulei.

● A. van Leeuwenhoek - descoperirea organismelor unicelulare, eritrocitelor, spermatozoizilor.

● J. Purkinė - descoperirea nucleului într-o celulă animală.

● R. Brown - descoperirea nucleului în celulele vegetale, concluzia că nucleul este o componentă esențială a celulei vegetale.

● M. Schleiden - dovada că celula este unitatea structurală de bază a plantelor.

● T. Schwann - concluzia că toate ființele vii sunt formate din celule, crearea teoriei celulare.

● R. Virchow - adăugarea teoriei celulare cu principiul „Fiecare celulă – dintr-o celulă”.

3. Formulați principalele prevederi ale teoriei celulare. Ce contribuție a avut teoria celulară la dezvoltarea imaginii lumii în științe naturale?

1. O celulă este o unitate structurală și funcțională elementară a organismelor vii, care are toate caracteristicile și proprietățile viețuitoarelor.

2. Celulele tuturor organismelor sunt similare ca structură, compoziție chimică și manifestări de bază ale activității vitale.

3. Celulele se formează prin divizarea celulei mamă inițiale.

4. În organism pluricelular celulele se specializează în funcții și formează țesuturi. Organele și sistemele de organe sunt construite din țesuturi.

Teoria celulară a avut un impact semnificativ asupra dezvoltării biologiei și a servit drept fundament pentru dezvoltarea ulterioară a multor discipline biologice - embriologie, histologie, fiziologie etc. Principalele prevederi ale teoriei celulare și-au păstrat semnificația până astăzi.

4. Folosind cunoștințele acumulate în studiul biologiei din clasele 6-9, folosiți exemple pentru a demonstra validitatea poziției a patra a teoriei celulare.

De exemplu, membrana interioară (mucoasă) a intestinului subțire uman include celule epiteliul tegumentar, care asigură absorbția nutrienților și performează functie de protectie. Celulele epiteliale glandulare secretă enzime digestiveși alte substanțe biologic active. Membrana medie (musculară) este formată din țesut muscular neted, ale cărui celule funcționează functia motorie, determinând amestecarea maselor alimentare și deplasarea lor spre intestinul gros. Învelișul exterior este format dintr-un țesut conjunctiv care îndeplinește o funcție de protecție și asigură atașarea intestinului subțire la zidul din spate burtă. În acest fel, intestinul subtire Este format din diverse țesuturi ale căror celule sunt specializate în îndeplinirea anumitor funcții. La rândul său, se formează intestinul subțire, împreună cu alte organe (esofag, stomac etc.). sistem digestiv persoană.

Celulele tegumentare ale pielii frunzei îndeplinesc o funcție de protecție. Celulele de gardă și laterale formează aparate stomatice care asigură transpirația și schimbul de gaze. Celulele parenchimului purtătoare de clorofilă realizează fotosinteza. Compoziția nervurilor frunzelor include fibre care conferă rezistență mecanică și țesuturi conductoare, ale căror elemente asigură transportul soluțiilor. În consecință, frunza (organul vegetal) este formată din diferite țesuturi, ale căror celule îndeplinesc anumite funcții.

5. Până în anii 1830 s-a crezut pe scară largă că celulele sunt „pungi” cu suc nutritiv, în timp ce învelișul său era considerat partea principală a celulei. Care ar putea fi motivul acestei idei de celule? Ce descoperiri au contribuit la schimbarea ideilor despre structura și funcționarea celulelor?

Puterea de mărire a microscoapelor din acea vreme nu permitea un studiu detaliat al conținutului intern al celulelor, dar membranele acestora se distingeau clar. Prin urmare, oamenii de știință au acordat atenție în primul rând formei celulelor și structurii membranelor acestora, iar conținutul intern era considerat „suc nutritiv”.

Lucrarea lui J. Purkine (a descoperit nucleul în celula ouă a păsărilor, a introdus conceptul de „protoplasmă”) și R. Brown (a descris nucleul în celulele vegetale, a ajuns la concluzia că este o parte obligatorie a plantei). celule).

6. Demonstrați că celula este unitatea structurală și funcțională elementară a organismelor vii.

O celulă este o structură separată, cea mai mică, care are toate caracteristicile principale ale unui lucru viu: metabolism și energie, autoreglare, iritabilitate, capacitatea de a crește, de a dezvolta și de a se înmulți, de a stoca informații ereditare și de a le transfera celulelor fiice în timpul diviziunii. În componentele individuale ale celulei, toate aceste proprietăți în agregat nu se manifestă. Toate organismele vii sunt formate din celule; nu există viață în afara celulei. Prin urmare, celula este unitatea structurală și funcțională elementară a organismelor vii.

7*. Dimensiunile majorității celulelor vegetale și animale sunt de 20-100 de microni, adică celulele sunt structuri destul de mici. Ce determină dimensiunea microscopică a celulelor? Explicați de ce plantele și animalele nu sunt formate dintr-una (sau mai multe) celule uriașe, ci din multe celule mici.

Pentru a menține viața, o celulă trebuie să facă schimb constant de substanțe cu mediul său. Nevoile celulei pentru aprovizionarea cu nutrienți, oxigen și excreția produșilor finali ai metabolismului sunt determinate de volumul acesteia, iar intensitatea transportului de substanțe depinde de suprafața suprafeței. Astfel, odată cu creșterea dimensiunii celulelor, nevoile acestora cresc proporțional cu cubul (x 3) al mărimii liniare (x), iar transportul de substanțe „rămâne în urmă”, deoarece. crește proporțional cu pătratul (x 2). Ca urmare, rata proceselor de viață în celule este inhibată. Prin urmare, majoritatea celulelor au dimensiuni microscopice.

Plantele și animalele sunt formate din mai multe celule mici, mai degrabă decât una (sau câteva) uriașe, deoarece:

● Celulele „favorabil” au dimensiuni mici (motivul pentru aceasta este tratat în paragraful anterior).

● Una sau mai multe celule nu ar fi suficiente pentru a îndeplini toate funcțiile specifice care stau la baza vieții unor organisme atât de organizate precum plantele și animalele. Cu cât nivelul de organizare al unui organism viu este mai ridicat, cu atât mai multe tipuri celulele este inclusă în compoziția sa și specializarea celulară mai pronunțată.

● Într-un organism multicelular, compoziția celulară este în permanență actualizată - celulele mor și sunt înlocuite cu altele. Moartea uneia (sau a mai multor) celule uriașe ar duce la moartea întregului organism.

* Sarcinile marcate cu asterisc impun elevilor să prezinte diverse ipoteze. Prin urmare, atunci când stabilește o notă, profesorul ar trebui să se concentreze nu numai pe răspunsul dat aici, ci să ia în considerare fiecare ipoteză, evaluând gândirea biologică a elevilor, logica raționamentului lor, originalitatea ideilor etc. După aceea, este se recomandă familiarizarea elevilor cu răspunsul dat.

(1) Toate organismele vii sunt compuse din una sau mai multe celule; (2) reacții chimice care apar în organismele vii sunt localizate în interiorul celulelor; (3) toate celulele provin din alte celule; (4) celulele conțin informații ereditare care sunt transmise de la o generație la alta.

Prima persoană care a văzut celule a fost omul de știință englez Robert Hooke (cunoscut nouă datorită legii lui Hooke). În 1663, încercând să înțeleagă de ce pluta plutește atât de bine, Hooke a început să examineze secțiuni subțiri de plută folosind un microscop pe care îl îmbunătățise. El a descoperit că pluta era împărțită în multe chilii minuscule, ceea ce îi amintea de chiliile monahale și le-a numit aceste chilii. celule(în limba engleză celulăînseamnă „celulă, celulă, cușcă”). În 1674, maestrul olandez Antony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, 1632-1723) folosind un microscop pentru prima dată a văzut „animale” într-o picătură de apă – organisme vii în mișcare. Astfel, până la începutul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință știau deja că există celule în organismele vii.

Cu toate acestea, abia în 1838, Matthias Schleiden, care și-a dedicat mulți ani din viață studiului cel mai detaliat al țesuturilor vegetale, a sugerat că toate plantele sunt formate din celule. Si in anul urmator Schleiden și Theodor Schwann au emis ipoteza că toate organismele vii au o structură celulară. Astfel s-au pus bazele teoriei celulare moderne. În 1858, teoria a fost completată de patologul german Rudolf Virchow (1821-1902). El deține afirmația: „Acolo unde există o celulă, trebuie să existe o celulă precedând-o”. Cu alte cuvinte, o ființă vie poate apărea numai dintr-un alt lucru viu. Când legile lui Mendel au fost redescoperite și oamenii de știință au devenit interesați de problemele eredității, teoria celulară a fost completată de a patra dintre tezele de mai sus. Astăzi este bine cunoscut faptul că materialul ereditar este conținut în ADN-ul celular ( cm. Dogma centrală a biologiei moleculare).

Theodor SCHWANN
Theodor Schwann, 1810-82

Fiziolog german, născut în Neuss. Se pregătea să devină preot, dar curând s-a interesat de medicină. După ce și-a luat doctoratul în medicină la Berlin, Schwann a făcut o serie de descoperiri în domeniul biochimiei. Mai târziu, deja profesor la Universitatea din Liege, Schwann a trecut pe poziția de misticism religios.

Matthias Jacob Schleiden
Matthias Jacob Schleiden, 1804-81

Botanist german, s-a născut la Hamburg în familia unui medic celebru. S-a pregătit ca avocat, dar a abandonat dreptul pentru a studia botanica, devenind în cele din urmă profesor la Universitatea din Jena. Spre deosebire de alți botanici care la acea vreme se limitau la sistematica plantelor, principalul instrument al lui Schleiden în studierea creșterii și structurii plantelor a fost microscopul.