Выполнил: Шмелёв.В.С
Создание клеточной теории.
Несмотря на чрезвычайно важные
открытия XVII - XVIII вв., вопрос о том, входят
ли клетки в состав всех частей растений,
а также построены ли из них не только
растительные, но и животные организмы,
оставался открытым. Лишь в 1838-1839 гг. вопрос
этот был окончательно решен немецкими
учеными ботаником Маттиасом Шлейденом и физиологом Теодором Шванном . Они создали так называемую
клеточную теорию. Сущность ее заключалась
в окончательном признании того факта,
что все организмы, как растительные, так
и животные, начиная с низших и кончая
самыми высокоорганизованными, состоят
из простейших элементов - клеток ( Рис. 1. ) Матиас Шлейден (1804-1881) - немецкий биолог. Основные
направления научных исследований - цитология
и эмбриология растений. Его научные достижения
способствовали созданию клеточной теории.
Теодор Шванн познакомившись с работами М. Шлейдена о роли ядра в клетке и сопоставив
ее данные со своими, сформулировал клеточную
теорию. Это было одним из великих открытий
XIX в.
В работе "Микроскопические
исследования о соответствии в структуре
и росте животных и растений" (1839) Т.
Шванн сформулировал основные положения
клеточной теории:
- Все организмы состоят
из одинаковых частей - клеток; они
образуются и растут по одним
и тем же законам.
- Общий принцип развития
для элементарных частей организма - клеткообразование.
- Каждая клетка в определенных
границах есть индивидуум, некое
самостоятельное целое. Но эти
индивидуумы действуют совместно,
так, что возникает гармоничное
целое. Все ткани состоят из
клеток.
- Процессы, возникающие
в клетках растений, могут быть
сведены к следующему:
1) возникновение новых
клеток;
2) увеличение в размерах
клеток;
3) превращение клеточного
содержимого и утолщение клеточной
стенки.
М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно
считали, что клетки в организме возникают
путем новообразования из первичного
неклеточного вещества. Это представление
было опровергнуто выдающимся немецким
ученым Рудольфом Вирховым . Он сформулировал (в 1859 г.) одно
из важнейших положений клеточной теории:
"Всякая клетка происходит из другой
клетки", утвердив мнение о преемственности
образования клеток. "Там, где возникает
клетка, ей должна предшествовать клетка,
подобно тому, как животное происходит
только от животного, растение - только
от растения". Благодаря созданию клеточной
теории стало понятно, что клетка - это
важнейшая составляющая часть всех живых
организмов. Она их главный компонент
в морфологическом отношении, так как
именно из клеток состоят ткани и органы.
Поскольку развитие всегда начинается
с отдельной исходной клетки, то можно
сказать, что она представляет собой эмбриональную
основу многоклеточного организма.
Клетка - основа многоклеточных
организмов и в физиологическом отношении,
так как является исходной единицей функциональной
активности его органов и тканей. Надо,
однако, помнить, что жизнь простейшего
одноклеточного организма богаче и разнообразнее
самой сложной и относительно самостоятельной
клетки многоклеточного организма, хотя
некоторая аналогия функциональной деятельности
имеется. Клетка - сложная, целостная система,
образованная из взаимодействующих компонентов.
В качестве единого целого клетка реагирует
и на воздействие внешней среды. При этом
одна из ее особенностей как целостной
системы - обратимость некоторых происходящих
в ней процессов. Например, после того
как клетка отреагировала на внешние воздействия,
она возвращается к исходному состоянию.
Клетка выполняет функцию связи между
индивидуумом и видом, поскольку в ней
сосредоточена наследственная информация,
обеспечивающая сохранность вида и разнообразие
его особей. С введением в цитологию современных
физических и химических методов исследования,
таких, как изотопное мечение живых клеток, дифференциальное
центрифугирование , позволяющее разделять клетку
на составные части, стало возможным изучить
структуру и функционирование различных
компонентов клетки ( рис. 2 ).
Дальнейшее разделение растворимых
ферментов, ДНК и РНК можно произнести
методомэлектрофореза .
Изобретенный в 30-х годах XX в.
электронный микроскоп, дающий увеличение
до 10 в 6-ой степени раз, позволяет увидеть
взаимное расположение компонентов клеток
( рис. 4 ). Было выявлено удивительное
сходство в тонком строении клеток разных
организмов. Все клетки покрыты оболочкой
- плазматической мембраной. Эукариотические
клетки содержат ядро - информационный центр, в котором
находятся хромосомы. Количество и форма
хромосом у каждого вида организмов строго
специфичны. В них записана наследственная
(генетическая) информация обо всех структурах
и функциях отдельной клетки и всего организма
в целом. Ядерная оболочка отделяет генетический
материал от остальной части клетки - цитоплазмы . Цитоплазма представляет собой
вязкую жидкость. В нее погружены органеллы - внутриклеточные структуры,
имеющие определенную форму и выполняющие
специфические функции. Некоторые органеллы
являются "фабриками" по созданию
веществ, необходимых самой клетке, другие
работают "на экспорт". Есть органеллы,
выполняющие функции мусорщиков,- в них
разрушаются соединения, не нужные клетке
в данный момент. "Энергетические"
органеллы трансформируют один вид энергии
в другой, необходимый клетке, например
энергию солнечного излучения в энергию
химических связей. Несмотря на принципиальное
сходство внутренних структур, клетки
могут очень сильно отличаться по размеру
и форме. Так, одна из самых крупных клеток
- яйцеклетка страуса - имеет диаметр 10 см.
А малярийный
плазмодий , устроенный не проще яйцеклетки,
столь мал (5 мкм), что паразитирует внутри эритроцитов человека. Эритроциты имеют
дисковидную двояковогнутую форму и могут
легко проходить по самым мелким капиллярам. Нервные клетки имеют причудливую форму с многочисленными
отростками, некоторые из них могут быть
длиннее 1 м ( рис. 5 ). Клетки объединяет способность
к обмену веществ и энергии, росту, развитию,
размножению, к реакции на раздражения
из внешней среды. Иначе говоря, они обладают
всеми признаками и свойствами, необходимыми
для поддержания жизни.
Основные положения клеточной
теории на современном уровне развития
биологии можно сформулировать следующим
образом: Клетка - элементарная живая система,
основа строения, жизнедеятельности, размножения
и индивидуального развития прокариот
и эукариот. Вне клетки жизни нет. Новые
клетки возникают только путем деления
ранее существовавших клеток. Клетки всех
организмов сходны по строению и химическому
составу. Рост и развитие многоклеточного
организма - следствие роста и размножения
одной или нескольких исходных клеток.
Клеточное строение организмов - свидетельство
того, что все живое имеет единое происхождение.