اقرأ أيضا:
|
تعتبر نظرية الخلية واحدة من التعميمات البيولوجية المعترف بها عالميًا والتي تؤكد وحدة مبدأ بنية وتطور عالم النباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى ذات البنية الخلوية ، حيث تعتبر الخلية كخلية واحدة. العنصر الهيكليكائنات حية.
تعود فتحة الخلية إلى العالم الإنجليزي R. Hooke (1665) ، الذي نظر من خلال مقطع رقيق من الفلين تحت المجهر ، رأى هياكل مشابهة لأقراص العسل وأطلق عليها اسم الخلايا.
بعد هوك ، تم تأكيد التركيب الخلوي للنباتات من قبل الطبيب الإيطالي وعالم الميكروسكوب M. Malpighi (1675) وعالم النبات الإنجليزي N. Grew (1682) ولفت انتباههم إلى شكل الخلايا وهيكل الأصداف. .
في وقت لاحق ، تمت دراسة الكائنات وحيدة الخلية من قبل العالم الهولندي أنتوني فان ليوينهوك. قام بتحسين المجهر واكتشف عام 1674 الكائنات الحية وحيدة الخلية ciliates ، amoebas ، بكتيريا.
أدى المزيد من التحسينات في المجهر والدراسات الميكروسكوبية المكثفة إلى قيام العالم الفرنسي C. Brissot-Mirbe (1802 ، 1808) بتأسيس حقيقة أن جميع الكائنات الحية النباتية تتكون من أنسجة تتكون من خلايا.
في بداية القرن التاسع عشر. تُبذل محاولات لدراسة المحتويات الداخلية للخلية. في عام 1825 ، اكتشف العالم التشيكي J. Purkynė النواة في بيضة الطيور.
في عام 1831 ، وصف عالم النبات الإنجليزي ر. براون لأول مرة النواة في الخلايا النباتية ، وفي عام 1833 توصل إلى استنتاج مفاده أن النواة هي جزء واجب الخلية النباتية. وهكذا ، في هذا الوقت ، تتغير فكرة بنية الخلية: الشيء الرئيسي في تنظيمها لم يكن يعتبر جدار الخلية ، ولكن المحتويات.
أقرب إلى الصياغة نظرية الخليةاقترب عالم النبات الألماني م. شلايدن ، الذي أثبت أن جسم النباتات يتكون من خلايا.
صاغ العلماء الألمان نظرية الخلية M. Schleiden و T. Schwann في عام 1839. وأحكامها الرئيسية هي:
خلية - الوحدة الأساسية لبنية جميع الكائنات الحية وعملها وتطورها ، وهي أصغر وحدة من الكائنات الحية قادرة على التكاثر الذاتي والتنظيم الذاتي والتجديد الذاتي ؛
خلايا جميع الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا متشابهة (متجانسة) في بنيتها ، التركيب الكيميائي، المظاهر الرئيسية للنشاط الحيوي والتمثيل الغذائي ؛
يحدث تكاثر الخلايا عن طريق انقسامها ، حيث تتكون كل خلية جديدة نتيجة لانقسام الخلية الأصلية (الأم) ؛
في الكائنات الحية المعقدة متعددة الخلايا ، تتخصص الخلايا في وظائفها وتشكيل الأنسجة ؛ تتكون الأنسجة من أعضاء مترابطة بشكل وثيق وخاضعة للجهاز العصبي و التنظيم الخلطي.
تثبت هذه الأحكام وحدة أصل جميع الكائنات الحية ، وحدة العالم العضوي بأكمله. بفضل نظرية الخلية ، أصبح من الواضح أن الخلية هي أهم مكون لجميع الكائنات الحية.
تم إجراء إضافة مهمة للنظرية الخلوية من قبل الأكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم كارل ماكسيموفيتش باير. في عام 1827 ، اكتشف بيض الثدييات. وكذلك مقارنة أجنة الحيوانات الفقارية من مختلف الفئات - الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات التي وجدت أنها كلها على مراحل مختلفةالتنمية متشابهة مع بعضها البعض ومع مزيد من التطوير تحصل على المزيد والمزيد السمات المميزة.
قال العالم الروسي ب. لاحظ Goryaninov في عام 1834 في دراساته أن جميع الحيوانات والنباتات تتكون من خلايا مترابطة ، والتي أطلق عليها اسم الفقاعات ، أي أنه أعرب عن رأيه في الخطة العامة لهيكل النباتات والحيوانات.
بعد 5 سنوات ، في عام 1839 ، نشر عالم وظائف الأعضاء الألماني تيودور شوان كتاب " دراسات ميكروسكوبيةحول التطابق في بنية ونمو الحيوانات والنباتات "، حيث صاغ نظرية الخلية.
تم تطوير نظرية الخلية بشكل أكبر في أعمال العالم الألماني رودولف فيكروف (1858) ، الذي اقترح أن الخلية تتكون من خلايا أم سابقة.
في عام 1874 ، عالم النبات الروسي آي. Chistyakov ، وفي عام 1875 اكتشف عالم النبات البولندي E. Strasburger الانقسام الخلوي - الانقسام الخلوي ، وبالتالي تم تأكيد افتراض R. Virchow.
نظرية الخلية من الثانية نصف التاسع عشرالقرن ، اكتسب طابعًا ميتافيزيقيًا بشكل متزايد ، معززة بعلم وظائف الأعضاء الخلوي لفيرورن ، الذي اعتبر أيًا منها عملية فسيولوجيةتتدفق في الجسم مبلغ بسيطالمظاهر الفسيولوجية للخلايا الفردية. في نهاية هذا الخط من التطور للنظرية الخلوية ، ظهرت النظرية الميكانيكية "للحالة الخلوية" ، والتي دعمها هيجل ، من بين آخرين. وفقًا لهذه النظرية ، يُقارن الجسم بالدولة وخلاياها - بالمواطنين. تتعارض هذه النظرية مع مبدأ سلامة الكائن الحي.
تم انتقاد الاتجاه الآلي في تطوير نظرية الخلية بشكل حاد. في عام 1860 ، انتقد آي إم سيتشينوف فكرة فيرشو عن الخلية. في وقت لاحق ، خضعت النظرية الخلوية لتقييم نقدي من قبل مؤلفين آخرين. أخطر وأهم الاعتراضات قدمها هيرتويج ، أ. جورفيتش (1904) ، إم هايدنهاين (1907) ، ودوبيل (1911). قدم عالم الأنسجة التشيكي Studnička (1929 ، 1934) نقدًا شاملاً للنظرية الخلوية.
تنطلق النظرية الخلوية الحديثة من حقيقة أن التركيب الخلوي هو الشكل الرئيسي لوجود الحياة ، المتأصل في جميع الكائنات الحية ، باستثناء الفيروسات. كان تحسين البنية الخلوية هو الاتجاه الرئيسي للتطور التطوري في كل من النباتات والحيوانات ، وكان الهيكل الخلوي ثابتًا بقوة في معظم الكائنات الحية الحديثة.
12. التنظيم الهيكلي لخلية بدائية النواة.
13. خطة شاملةهيكل الخلية حقيقية النواة.
في الطبيعة ، هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الخلايا التي تختلف في الحجم والشكل والخصائص والعمليات الحياتية ، والتي يمكن تلخيصها في نوعين رئيسيين. التنظيم الخلوي: بدائية النواة وحقيقية النواة. تشمل حقيقيات النوى النباتات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا ، والفطريات ، والحيوانات ، أي. جميع الكائنات الحية باستثناء البكتيريا. الخلايا حقيقية النواة من ممالك مختلفة ، تختلف في عدد من الميزات ، مع ذلك ، تتميز ببنية مماثلة.
الاختلافات الرئيسية في الهيكل والنشاط الحيوي للخلايا بدائية النواة من تلك الخلايا حقيقية النواةما يلي:
1. لا تحتوي الخلية بدائية النواة على نواة رسمية (مقيدة بغشاء) ؛ المعلومات الوراثية الموجودة فيها موجودة في جزيء DNA دائري. لا يتم حظر الحمض النووي بواسطة البروتينات ، في المقام الأول عن طريق الهستونات ؛ لذلك ، فإن جميع الجينات الموجودة فيه نشطة ، أي يعمل باستمرار. تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة جيدة التكوين ، ويتم تمثيل الجهاز الجيني بجزيئات الحمض النووي بالاشتراك مع البروتينات - الهيستونات ، التي تحزم الحمض النووي في هياكل مدمجة وتنظم نشاط جيناتها.
2. إن السيتوبلازم للخلايا بدائية النواة وحقيقيات النوى محاط بغشاء (بلازما ليما) ، ومع ذلك ، في البكتيريا والنباتات والفطريات ، يقع خارج البلازما جدار الخلية، تتكون من مادة مورين (بكتيريا) أو سليلوز (نباتات) أو كيتين (فطريات). جدار الخليةتتكون الخلية الحيوانية من غشاء بلازما مغطى من الخارج بطبقة من جلايكوكاليكس.
3. لا يوجد في السيتوبلازم لخلية بدائية النواة العضيات الغشائية(الميتوكوندريا ، البلاستيدات ، الشبكة الإندوبلازمية ، المركب الرقائقي ، الجسيمات الحالة ، البيروكسيسومات) ، وعدد محدود من الأغشية هي غزو البلازما في السيتوبلازم.
4. يتم تصنيع البروتين عن طريق الريبوسومات الحرة التي لديها مقاس اصغر(70S) من ريبوسومات الخلايا حقيقية النواة (80S). تحتوي الوحدة الفرعية الكبيرة للريبوسوم لخلية بدائية النواة على جزيئين من RNA الريبوزومي (rRNA) ، بينما تحتوي الوحدة الفرعية للريبوسوم في خلية حقيقية النواة على 3 جزيئات من الرنا الريباسي.
5. العضيات الخاصة لخلية بدائية النواة - الأسواط هي أبسط من سوط الخلية حقيقية النواة: فهي تفتقر إلى إطار داخلي من الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة.
6. توجد فجوات غازية في السيتوبلازم للعديد من الخلايا بدائية النواة.
7. في خلايا بدائية النواةغائب مركز الخلية.
8 بدائيات النوى تتكاثر تقسيم بسيطالخلايا ، حقيقيات النوى لها عملية جنسية مع تكوين الأمشاج
9. تفتقر الخلايا بدائية النواة إلى الحركة الأميبية والحركات داخل الخلايا في السيتوبلازم.
10. يتم توليف ATP في خلايا بدائية النواة على غشاء البلازما.
يتم تمثيل نوع حقيقيات النوى للتنظيم الخلوي بنوعين فرعيين: أحادي الخلية ومتعدد الخلايا. تتمثل إحدى سمات أبسط الكائنات الحية (أحادية الخلية) في أنها (باستثناء الأشكال الاستعمارية) تتوافق هيكليًا مع مستوى خلية واحدة ، ومن الناحية الفسيولوجية مع فرد كامل الأهلية. في هذا الصدد ، تتمثل إحدى ميزات خلايا جزء من البروتوزوا في التواجد في السيتوبلازم للتكوينات المصغرة التي تعمل على المستوى الخلويالوظائف الحيوية أعضاء مهمةوالأجهزة وأنظمة الأعضاء متعددة الخلايا، مثل ، على سبيل المثال ، cytostome ، والبلعوم الخلوي والمسحوق (على غرار الأعضاء الجهاز الهضمي), الفجوة المنقبضة(على غرار جهاز الإخراج).
14. الغشاء البيولوجي الأولي. هيكل ووظائف البلازما.
الغشاء البيولوجي - بنية بروتينية دهنية ذات أبعاد جزيئية ، تقع على سطح الخلية أو على سطح الجزيئات داخل الخلايا للنواة ، الميتوكوندريا ، إلخ. تمتلك نفاذية انتقائية ، أغشية بيولوجيةينظم تركيز الأملاح والسكريات والأحماض الأمينية ومنتجات التمثيل الغذائي الأخرى في الخلايا.
البلازما- غلاف خلية حيوانية يحيط بها البيئة الداخليةوتوفير تفاعل الخلية مع البيئة خارج الخلية.
يبلغ سمك غشاء البلازما حوالي 10 نانومتر ، ويتكون من 40٪ دهون ، و 5-10٪ كربوهيدرات (كجزء من جلايكوكاليكس) ، و 50-55٪ بروتينات.
أساس هيكل البلازما هو:
طبقة مزدوجة من جزيئات الدهون (غشاء ثنائي الشحوم) ، يتم تضمين جزيئات البروتين فيها أحيانًا ؛
طبقة الغشاء فوق الغشاء عبارة عن حلق جلدي مرتبط هيكليًا بالبروتينات والدهون في الغشاء ثنائي الشحوم ؛
تحتوي بعض الخلايا على طبقة غشاء.
هيكل الغشاء ثنائي الشحوم
تتكون كل طبقة أحادية بشكل أساسي من جزيئات الفوسفوليبيد وجزئيًا الكوليسترول. في نفس الوقت ، يتم تمييز جزأين في كل جزيء دهني:
رأس ماء
ذيول كارهة للماء.
ترتبط الذيل الكارهة للماء لجزيئات الدهون ببعضها البعض وتشكل طبقة دهنية. تتلامس الرؤوس المحبة للماء للطبقة ثنائية الدهون مع البيئة الخارجية أو الداخلية. يؤدي الغشاء ثنائي الشحوم ، أو بالأحرى طبقته العميقة الكارهة للماء ، وظيفة الحاجز ، ويمنع تغلغل الماء والمواد الذائبة فيه ، وكذلك الجزيئات الكبيرة والجزيئات.
يتم تحديد ثلاث طبقات بوضوح في نمط حيود الإلكترون في غشاء البلازما:
خارجي (كثيف الإلكترون) ؛
داخلي (كثيف الإلكترون) ؛
وسيط (مع كثافة إلكترون منخفضة).
يتم بناء جزيئات البروتين في الطبقة ثنائية الشحوم من الغشاء محليًا ولا تشكل طبقة متصلة.
وفقًا لتوطينها في الغشاء ، تنقسم البروتينات إلى:
لا يتجزأ (تتخلل سمك الطبقة ثنائية الشحوم بالكامل) ؛
شبه متكامل ، يتم تضمينه فقط في أحادي الطبقة الدهنية (خارجي أو داخلي) ؛
مجاور للغشاء ، لكن غير مضمن فيه.
وظائف غشاء البلازما:
تحديد (حاجز) ؛
مستقبلات أو مستضد ؛
ينقل؛
تشكيل الاتصالات بين الخلايا.
وفقًا للوظيفة التي يتم إجراؤها ، تنقسم بروتينات غشاء البلازما إلى:
بروتينات هيكلية
نقل البروتينات
بروتينات المستقبل
الأنزيمية.
عادة ما ترتبط البروتينات الموجودة على السطح الخارجي لبلازما الدم ، وكذلك رؤوس الدهون المحبة للماء ، بواسطة سلاسل من الكربوهيدرات وتشكل جزيئات بوليمرية معقدة من البروتينات السكرية والجليكوليبيدات. هذه الجزيئات الكبيرة هي التي تتكون منها طبقة الغشاء العلوي - جلايكوكاليكس. تحتوي الخلية غير المنقسمة على طبقة غشاء مكونة من الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة.
يؤدي جزء كبير من البروتينات السكرية والجليكوليبيدات السطحية وظائف المستقبل ، وإدراك الهرمونات وغيرها من الناحية البيولوجية المواد الفعالة. تنقل هذه المستقبلات الخلوية الإشارات المتصورة إلى أنظمة الإنزيمات داخل الخلايا ، مما يعزز أو يثبط عملية التمثيل الغذائي ، وبالتالي يؤثر على وظيفة الخلية. تمنح المستقبلات الخلوية ، وربما بروتينات الغشاء الأخرى ، نظرًا لخصوصياتها الكيميائية والمكانية ، الخصوصية هذا النوعالخلايا كائن معينوتشكل مستضدات الزرع أو مستضدات التوافق النسيجي.
بالإضافة إلى وظيفة الحاجز التي تحمي البيئة الداخلية للخلية ، تؤدي البلازما وظائف النقل التي تضمن تبادل الخلية مع البيئة.
يميز الطرق التاليةنقل المواد:
النقل السلبي - طريقة لنشر المواد عبر غشاء البلازما (أيونات ، بعض المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض) دون استهلاك الطاقة ؛
النقل الفعال للمواد بمساعدة البروتينات الحاملة مع إنفاق الطاقة (الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات وغيرها) ؛
النقل الحويصلي عبر الحويصلات ، والتي تنقسم إلى الالتقام الخلوي - نقل المواد إلى الخلية ، والإفراز الخلوي - نقل المواد خارج الخلية.
بدوره ، ينقسم الالتقام الخلوي إلى:
البلعمة - التقاط الجزيئات الكبيرة ونقلها إلى الخلية (الخلايا أو الشظايا والبكتيريا والجزيئات الكبيرة وما إلى ذلك) ؛
كثرة الخلايا - نقل الماء والجزيئات الصغيرة.
تنقسم عملية البلعمة إلى عدة مراحل:
التصاق (الالتصاق) بالكائن بالخلية الخلوية للخلية البلعمية ؛
امتصاص الجسم عن طريق تكوين اكتئاب (انغلاف) أولاً ، ثم تكوين فقاعات - بلعمية وحركتها في الهيالوبلازم.
15. العضيات معنى عام(الشبكة الإندوبلازمية ، الميتوكوندريا ، مجمع جولجي): الهيكل والوظائف والتوطين في الخلية.
العضيات أو العضيات - في علم الخلايا: الهياكل المتخصصة الدائمة في خلايا الكائنات الحية. تؤدي كل عضية وظائف معينة حيوية للخلية. يُفسَّر مصطلح "عضويات" بمقارنة مكونات هذه الخلايا بأعضاء كائن حي متعدد الخلايا. تتناقض العضيات مع الشوائب المؤقتة للخلية ، والتي تظهر وتختفي في عملية التمثيل الغذائي.
الشبكة الإندوبلازمية (ER) أو الشبكة الإندوبلازمية (ER) - عضية داخل الخلايا لخلية حقيقية النواة ، وهي عبارة عن نظام متفرع من التجاويف والحويصلات والأنابيب المسطحة المحاطة بغشاء.
نظرية الخلية- هذه أفكار عامة حول بنية الخلايا كوحدات حية ، وحول تكاثرها ودورها في تكوين الكائنات متعددة الخلايا. سبق ظهور وصياغة الأحكام الفردية لنظرية الخلية فترة طويلة إلى حد ما (أكثر من ثلاثمائة عام) من الملاحظات المتراكمة حول بنية العديد من الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا للنباتات والحيوانات. ارتبطت هذه الفترة بتحسين طرق البحث البصري المختلفة والتوسع في تطبيقها.
كان روبرت هوك (1665) أول من لاحظ ، باستخدام العدسات المكبرة ، التقسيم الفرعي لنسيج الفلين إلى "خلايا" أو "خلايا". أدت أوصافه إلى ظهور دراسات منهجية لتشريح النبات ، والتي أكدت ملاحظات روبرت هوك وأظهرت أن الأجزاء المختلفة من النباتات تتكون من "حويصلات" أو "حويصلات" متقاربة. في وقت لاحق ، اكتشف A. Leeuwenhoek (1680) عالم الكائنات وحيدة الخلية ولأول مرة رأى خلايا حيوانية (كرات الدم الحمراء). فيما بعد ، وصف فونتانا (1781) الخلايا الحيوانية ؛ لكن هذه وغيرها من الدراسات العديدة لم تؤد في ذلك الوقت إلى فهم عالمية التركيب الخلوي ، لتوضيح الأفكار حول ماهية الخلية. يرتبط التقدم في دراسة علم التشريح المجهري للخلية بتطور الفحص المجهري في القرن التاسع عشر. بحلول هذا الوقت ، تغيرت الأفكار حول بنية الخلايا: ليس جدار الخلية ، ولكن محتوياتها الفعلية ، البروتوبلازم ، بدأت تعتبر الشيء الرئيسي في تنظيم الخلية. في البروتوبلازم ، تم اكتشاف المكون الدائم للخلية ، النواة.
سمحت كل هذه الملاحظات العديدة لـ T. Schwann في عام 1838 بعمل عدد من التعميمات. أظهر أن الخلايا النباتية والحيوانية متشابهة بشكل أساسي مع بعضها البعض (متجانسة). "لم تكن ميزة T. Schwann أنه اكتشف الخلايا على هذا النحو ، ولكن أنه علم الباحثين لفهم معناها." تم تطوير هذه الأفكار بشكل أكبر في أعمال R.Virchow (1858). أصبح إنشاء نظرية الخلية حدثًا رئيسيًا في علم الأحياء ، وهو أحد الأدلة الحاسمة على وحدة كل الطبيعة الحية. كان لنظرية الخلية تأثير كبير على تطور علم الأحياء ، حيث كانت بمثابة الأساس الرئيسي لتطوير تخصصات مثل علم الأجنة وعلم الأنسجة وعلم وظائف الأعضاء. لقد وفرت الأسس لفهم الحياة ، لشرح العلاقة بين الكائنات الحية ، لفهم التطور الفردي.
الأحكام الأساسية لنظرية الخلية :
1. الخلية هي وحدة أولية من كائن حي: لا توجد حياة خارج الخلية.
2. الخلية - نظام واحد، والتي تتضمن مجموعة من العناصر المترابطة بشكل طبيعي ، والتي تمثل تكوينًا متكاملًا معينًا ، يتكون من مترافق وحدات وظيفية- عضيات أو عضيات.
3. الخلايا متشابهة (متجانسة) في التركيب والخصائص الأساسية.
4. يزداد عدد الخلايا بتقسيم الخلية الأصلية بعد مضاعفة مادتها الوراثية (DNA): خلية خلية.
5. كائن متعدد الخلايا نظام جديد، مجموعة معقدة من العديد من الخلايا ، متحدة ومتكاملة في أنظمة الأنسجة والأعضاء ، متصلة ببعضها البعض بمساعدة العوامل الكيميائية ، الخلطية والعصبية (التنظيم الجزيئي).
6. خلايا الكائنات متعددة الخلايا مكتملة النمو ، أي يمتلك
تتساوى القدرات الوراثية لجميع خلايا الكائن الحي في المعلومات الجينية ، ولكنها تختلف عن بعضها البعض في التعبير (العمل) المختلف للجينات المختلفة ، مما يؤدي إلى تنوعها المورفولوجي والوظيفي - إلى التمايز.
أحكام إضافية لنظرية الخلية. لجعل النظرية الخلوية متوافقة بشكل كامل مع البيانات الحديثة بيولوجيا الخليةغالبًا ما يتم استكمال قائمة أحكامها وتوسيعها. تختلف هذه الأحكام الإضافية في العديد من المصادر ، فمجموعتها تعسفية تمامًا.
1. خلايا بدائيات النوى وحقيقيات النوى هي أنظمة ذات مستويات مختلفة من التعقيد وليست متجانسة تمامًا مع بعضها البعض.
2. أساس انقسام الخلايا وتكاثر الكائنات الحية هو نسخ المعلومات الوراثية - جزيئات الحمض النووي ("كل جزيء من جزيء"). لا تنطبق الأحكام المتعلقة بالاستمرارية الجينية على الخلية ككل فحسب ، بل تنطبق أيضًا على بعض مكوناتها الأصغر - على الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والجينات والكروموسومات.
3. الكائن متعدد الخلايا هو نظام جديد ، مجموعة معقدة من خلايا عديدة متحدة ومتكاملة في نظام من الأنسجة والأعضاء المتصلة ببعضها البعض بواسطة عوامل كيميائية ، خلطية وعصبية (التنظيم الجزيئي).
4. تمتلك الخلايا متعددة الخلايا القدرات الوراثية لجميع خلايا كائن حي معين ، وهي متكافئة في المعلومات الجينية ، ولكنها تختلف عن بعضها البعض في العمل المختلف للجينات المختلفة ، مما يؤدي إلى تنوعها المورفولوجي والوظيفي - إلى التمايز.
مراحل دراسة الخلية
أولاًيجب تسمية المخطط الذي اقترحه هوك (1665) ومالبيغي (1675-1679) ، وشاركه ك. وولف (1759) ودافع عنه ميربل (1801-1808). هذا التفسير بدائي للغاية: تعتبر الخلايا بمثابة خلايا ، يمكن مقارنتها بـ "رغوة على كوب من البيرة" ، والتي تتصلب جدرانها. من الواضح أنه مع هذا الفهم للخلية ، تم أيضًا قبول فكرة القواسم المشتركة بين جدران خليتين متجاورتين. الفكرة الوحيدة حول تطور الخلايا المرتبطة بهذه المرحلة هي فرضية وولف حول ظهور الخلوية نتيجة تكوين قطرات سائلة في الكتلة الجيلاتينية للمادة الحية ، متبوعة بتصلب الطبقة الحدية.
المرحلة الثانيةيرتبط تطوير الأفكار حول البنية المجهرية للكائنات بأسماء Link and Rudolphi (1804) ، Treviranus (1807-1821) ، Meyen (1830) ، إلخ. أظهر هؤلاء الباحثون ، أولاً ، أن كل خلية خلية مغطاة بـ غشاء خاص بها وبالتالي يمكن فصل الخلية عن غيرها من مثلها ؛ ثانيًا ، تم التأكد من وجود محتويات خلوية ذات تنقل مستقل. لا توجد نظرية خاصة مرتبطة بهذه المرحلة من التطور في العلم ، باستثناء حقيقة أنه في ذلك الوقت كان يُنظر بالفعل إلى البنية الخلوية واسعة الانتشار للغاية بالفعل. إلى جانب الخلايا ، اعتبرت أيضًا الألياف والأوعية النباتية هياكل أولية ؛ ظل هيكلها الخلوي وتكوينها الخلوي مجهولين.
الفترة الثالثةيعتبر تدريس الخلية نقطة تحول ، ويرتبط بأسماء شلايدن (1838) وشوان (1839). بادئ ذي بدء ، يعتبر اللب والنواة ، اللذان ينشأان عن طريق تكتل الحبوب الأولية ، عنصرًا إلزاميًا.
الفترة الرابعةتتميز في المقام الأول بتراكم المواد الوقائعية الجديدة الوفيرة ، والتي سرعان ما تتعارض مع عدد من المواقف النظرية لشلايدن وشوان وآخرين. تم إثبات القيمة النسبية لغشاء الخلية كجزء لا يتجزأ من الخلية ؛ في نفس الوقت ، الفرق بين الخضار و خلايا حيوانية. ثم (وهذا هو الشيء الرئيسي) تم إثبات مغالطة نظرية التكوين الخلوي ، وبدلاً من ذلك تم إثبات استمرارية التركيب الخلوي ، والتي صاغها بشكل خاص فيرشو (1857) في شكل قانون "omnis cellulae cellulae ". نتيجة لعدد من الأعمال الرائعة في وقتهم ، سواء من قبل علماء النبات (كون وآخرون) وعلماء الحيوان (ريماك وآخرون). صاغ شولتز تعريفًا جديدًا للخلية على أنها "كتلة من البروتوبلازم مع نواة". في الوقت نفسه ، تلقت النظرية الخلوية ، على أساس وقائعي جديد ، مزيدًا من التعمق ، خاصة مع إدخال مفهوم الخلية باعتبارها "كائنًا حيويًا أوليًا" (Brücke ، 1861). أصبحت فكرة الجسم كمجموع من الخلايا غير قابلة للدحض وأدت لاحقًا إلى نظرية "حالة الخلية" (فيرشو ، فيرنورن). يمكن وصف هذه الفترة بأنها هيمنة الآراء الميكانيكية في عقيدة البنية الخلويةالكائنات الحية.
الخامسوفقًا للنتيجة ، يمكن تسمية مرحلة في تاريخ نظرية الخلية بالاتجاه الذي حاول أن يتحلل إلى درجة إلى عناصر حية أبسط ، مقارنة وحتى متجانسة مع البكتيريا. تم تطوير هذا الرأي من قبل عدد من العلماء الفرنسيين (بيشامب ، 1860-1883 وآخرون) ثم (في شكل مقنع بشكل خاص ، على ما يبدو) بواسطة ألتمان (1890-1894). أدلة كافيةوجهة النظر هذه ، ومع ذلك ، لم يتم تلقيها. ومع ذلك ، ظهرت آراء مماثلة بشكل أو بآخر حتى وقت قريب جدًا (إيفان فالين ، 1926).
المرحلة السادسةفي دراسة الخلية ، يمكن للمرء أن يسمي بشكل مشروط المخطط الذي اقترحه ويلسون (1896-1925) في ملخصه الشهير. إنه يسعى بشكل أساسي فقط إلى تقليل جميع معلوماتنا حول الهياكل المورفولوجية للخلية ، دون تقديم أي أساسي نقطة جديدةرؤية.
يجب اعتبار المرحلة السابعة من الأفكار حول الخلية مخططًا يمكن اشتقاقه بناءً على البحث المعاصرحول طبيعة البروتوبلازم والنواة ومختلف محتويات الخلية. يكمن الجوهر الرئيسي لهذا المخطط في حقيقة أننا نتخيل أن بنية الخلية معقدة للغاية ، على الرغم من حقيقة أنه حتى أفضل العدسات المجهرية الضوئية تستخدم مادة البروتوبلازم (السيتوبلازم والنواة) بالنسبة لنا على أنها متجانسة. تقنية حديثةالدراسة المورفولوجية للخلية ، فيما يتعلق بتطوير المجهر الإلكتروني ، قيد التشغيل ارتفاع عالي؛ الأساليب الكيميائية النسيجية هي الأسوأ تطورا.
دعونا نلخص بإيجاز تاريخ تطور الآراء حول طبيعة الخلية ، والتي ، كما نرى ، قد تغيرت عدة مرات.
أولاًيجب تسمية المخطط الذي اقترحه هوك (1665) ومالبيغي (1675-1679) ، وشاركه ك. وولف (1759) ودافع عنه ميربل (1801-1808). هذا التفسير بدائي للغاية: تعتبر الخلايا بمثابة خلايا ، يمكن مقارنتها بـ "رغوة على كوب من البيرة" ، والتي تتصلب جدرانها. من الواضح أنه مع هذا الفهم للخلية ، تم أيضًا قبول فكرة القواسم المشتركة بين جدران خليتين متجاورتين. الفكرة الوحيدة حول تطور الخلايا المرتبطة بهذه المرحلة هي فرضية وولف حول ظهور الخلوية نتيجة تكوين قطرات سائلة في الكتلة الجيلاتينية للمادة الحية ، متبوعة بتصلب الطبقة الحدية.
المرحلة الثانيةيرتبط تطوير الأفكار حول البنية المجهرية للكائنات بأسماء Link and Rudolphi (1804) ، Treviranus (1807-1821) ، Meyen (1830) ، إلخ. أظهر هؤلاء الباحثون ، أولاً ، أن كل خلية خلية مغطاة بـ غشاء خاص بها وبالتالي يمكن فصل الخلية عن غيرها من مثلها ؛ ثانيًا ، تم التأكد من وجود محتويات خلوية ذات تنقل مستقل. لا توجد نظرية خاصة مرتبطة بهذه المرحلة من التطور في العلم ، باستثناء حقيقة أنه في ذلك الوقت كان يُنظر بالفعل إلى البنية الخلوية واسعة الانتشار للغاية بالفعل. إلى جانب الخلايا ، اعتبرت أيضًا الألياف والأوعية النباتية هياكل أولية ؛ ظل هيكلها الخلوي وتكوينها الخلوي مجهولين.
الفترة الثالثةيعتبر تدريس الخلية نقطة تحول ، ويرتبط بأسماء شلايدن (1838) وشوان (1839). بادئ ذي بدء ، يعتبر اللب والنواة ، اللذان ينشأان عن طريق تكتل الحبوب الأولية ، عنصرًا إلزاميًا.
في الوقت نفسه ، ولأول مرة ، يتم صياغة نظرية خلوية ، النقطة الرئيسية منها هي مبدأ القواسم المشتركة بين الخلايا وأنا في جميع أجزاء المادة الحية. يتم التعرف على طريقة تكوين الخلية من دمج الحبوب على أنها عالمية ، ومن ثم يتم افتراض إمكانية المقارنة بين جميع الخلايا ، النباتات والحيوانات على حد سواء. يتم التعرف على العناصر الرئيسية لجميع الخلايا: الغشاء والبروتوبلازم والنواة مع النواة.
لذلك ، فإن جميع الكائنات الحية ، وفقًا لهذه الآراء ، تتكون من خلايا أو مشتقاتها ، لكن الخلايا نفسها تنشأ من حبيبات كتلة أساسية عديمة البنية.
الفترة الرابعةتتميز في المقام الأول بتراكم المواد الوقائعية الجديدة الوفيرة ، والتي سرعان ما تتعارض مع عدد من المواقف النظرية لشلايدن وشوان وآخرين. تم إثبات القيمة النسبية لغشاء الخلية كجزء لا يتجزأ من الخلية ؛ في الوقت نفسه ، تم أخيرًا توضيح الفرق بين الخلايا النباتية والحيوانية. ثم (وهذا هو الشيء الرئيسي) تم إثبات مغالطة نظرية التكوين الخلوي ، وبدلاً من ذلك تم إثبات استمرارية التركيب الخلوي ، والتي صاغها بشكل خاص فيرشو (1857) في شكل قانون "omnis cellulae cellulae ". نتيجة لعدد من الأعمال الرائعة في وقتهم ، سواء من قبل علماء النبات (كون وآخرون) وعلماء الحيوان (ريماك وآخرون). صاغ شولتز تعريفًا جديدًا للخلية على أنها "كتلة من البروتوبلازم مع نواة". في الوقت نفسه ، تلقت النظرية الخلوية ، على أساس وقائعي جديد ، مزيدًا من التعمق ، خاصة مع إدخال مفهوم الخلية باعتبارها "كائنًا حيويًا أوليًا" (Brücke ، 1861). أصبحت فكرة الجسم كمجموع من الخلايا غير قابلة للدحض وأدت لاحقًا إلى نظرية "حالة الخلية" (فيرشو ، فيرنورن). يمكن وصف هذه الفترة بأنها هيمنة الآراء الميكانيكية في دراسة التركيب الخلوي للكائنات الحية.
الخامسوفقًا للنتيجة ، يمكن تسمية مرحلة في تاريخ نظرية الخلية بالاتجاه الذي حاول أن يتحلل إلى درجة إلى عناصر حية أبسط ، مقارنة وحتى متجانسة مع البكتيريا. تم تطوير هذا الرأي من قبل عدد من العلماء الفرنسيين (بيشامب ، 1860-1883 وآخرون) ثم (في شكل مقنع بشكل خاص ، على ما يبدو) بواسطة ألتمان (1890-1894). ومع ذلك ، فإن وجهة النظر هذه لم تتلق أدلة كافية. ومع ذلك ، ظهرت آراء مماثلة بشكل أو بآخر حتى وقت قريب جدًا (إيفان فالين ، 1926).
المرحلة السادسةفي دراسة الخلية ، يمكن للمرء أن يسمي بشكل مشروط المخطط الذي اقترحه ويلسون (1896-1925) في ملخصه الشهير. إنه يسعى بشكل أساسي فقط إلى تقليل جميع معلوماتنا حول الهياكل المورفولوجية للخلية ، دون تقديم أي وجهة نظر جديدة بشكل أساسي.
أخيرًا ، يجب اعتبار المرحلة الأخيرة والسابعة من الأفكار حول الخلية مخططًا يمكن اشتقاقه على أساس البحث الحديث حول طبيعة البروتوبلازم والنواة والمحتويات المختلفة للخلية. يكمن الجوهر الرئيسي لهذا المخطط في حقيقة أننا نتخيل أن بنية الخلية معقدة للغاية ، على الرغم من حقيقة أنه حتى أفضل العدسات المجهرية الضوئية تستخدم مادة البروتوبلازم (السيتوبلازم والنواة) بالنسبة لنا على أنها متجانسة. الطريقة الحديثة للدراسة المورفولوجية للخلية ، فيما يتعلق بتطوير المجهر الإلكتروني ، على ارتفاع كبير ؛ الأساليب الكيميائية النسيجية هي الأسوأ تطورا.
لذا ، فإن المخطط الحديث لهيكل الخلية يشبه إلى حد ما أفكار دوجاردان (1835) وهوفمايستر (1867) وآخرين ، الذين كتبوا أيضًا عن تجانس البروتوبلازم. بالحديث عن مخطط بنية الخلية ، يجب علينا الآن أن نحصر أنفسنا بشكل أساسي في عدد قليل جدًا ؛ نشير إلى أن الخلية تتكون من بروتوبلازم مغطاة بغشاء رقيق. في البروتوبلازم ، نجد باستمرار الغضروفية ، وكذلك الوجود المستمر للنواة. وجد الفحص المجهري الإلكتروني أيضًا في البروتوبلازم ما يسمى بالشبكة والريبوزومات وبعض هياكل الغشاء الأخرى. حول المزيد هيكل غرامةلم نتعلم أي شيء بعد عن النواة.
ومع ذلك ، فإن الفهم الحديث للخلية يختلف اختلافًا حادًا عن غيره الأفكار المبكرةمن خلال حقيقة أننا توصلنا إلى مخطط هيكل "بسيط" ، مقتنعين بتعقيده الشديد وأصالته الأساليب الحديثةلا يمكن تحليلها بالكامل. صحيح أننا نعرف العديد من شوائب وعضيات الخلايا التي تمت دراستها بعناية تامة.
بعبارة أخرى ، تظهر لنا الخلية خارجيًا فقط كنظام منظم ببساطة ، في حين أن هيكلها الداخلي الحميم يقع خارج نطاق الرؤية وفهمنا. توصل علم الخلايا الحديث إلى هذا الاقتناع نتيجة لبحث أجرته مجموعة من العلماء على مدار المائة عام الماضية. أجريت الدراسات باستخدام ميكروسكوب الكتروني، الآن تم تأكيد ذلك وتم إدخال العديد من الأشياء الجديدة ، لكن الخلية ظلت خلية ، ولم يتم العثور على هياكل حية كاملة أبسط وأصغر.
في الختام ، يجب التأكيد مرة أخرى على أننا نعرف أقل ما يمكن عن أصل الخلايا. تتطابق هذه المشكلة عمليًا مع مسألة أصل الحياة من مادة غير حية. أولاً هذا السؤالتم طرحه بواسطة Haeckel في عام 1866 ، لكنه حتى الآن لا يزال بالكامل في مجال الفرضيات.
إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.
موضوع المحاضرة: أساسيات علم الخلايا. بدائيات النوى.
خطة المحاضرة:
1. تاريخ دراسة الخلية
2. الأحكام الأساسية لنظرية الخلية
3. إمبراطوريات وممالك الكائنات الحية
4. هيكل خلية بدائية النواة
1. تاريخ دراسة الخلية
انكليزي روبرت هوك (1635-1703) ، عالم فيزياء وعالم نبات ، قام بفحص شرائح الفلين ، ولب البلسان تحت المجهر ، واكتشف بنية خلوية. سميت هذه الخلايا (تشابه لأقراص عسل النحل) السيلولا(خط العرض ، الخلية ، الخلية). نشر ملاحظاته عام 1665.
الهولندي أنتوني فان ليفينهوك (1632-1723) اكتشف البكتيريا لأول مرة تحت المجهر. وصلت إلى نسبة تكبير 230 مرة. تاجر قماش. واجب مشرف - حارس بوابة بلدية مدينة دلفت الهولندية. 170 رسالة إلى الجمعية الملكية في لندن برسومات "حيوانات" ( الحيوان، لات.). نُشر عام 1695 ككتاب أركانا ناتورال"(غموض الطبيعة).
في 1825 التشيك جان بيركين (1787-1869) لاحظ المحتويات الجيلاتينية للخلية ، التي سماها جبلة (غرام. البروتوس- الأول ، تشكيل البلازما) ؛ اكتشفوا نواة البيضة. غالبًا ما يطلق عليه بالطريقة الفرنسية - Purkinje (وهذا ليس صحيحًا!).
كما لاحظ عالم نبات إنجليزي نواة خلية نباتية روبرت بني (1773-1858) عام 1831. اكتشف أيضًا "الحركة البراونية". جوهر - نواة (خط الطول) ، كاريون(يوناني - نواة الجوز).
شكلت هذه الأعمال أساس الخلق نظرية الخلية . تمت صياغته في 1838-1839. علماء النبات الألمان ماتياس شلايدن (1804-1881) وعلم وظائف الأعضاء وعلم الأنسجة ثيودور شوان (1810-1882).
نقاطها الرئيسية هي:
1. تتكون جميع الكائنات الحية - النباتية والحيوانية - من خلايا ؛ الخلية هي الوحدة الهيكلية الرئيسية للكائنات الحية.
2. يعتمد نمو الكائنات الحية على تكاثر الخلايا ونموها.
يعتقد شلايدن وشوان أن الخلايا تنشأ من مادة أساسية خارج الخلية غير منظمة. تم دحض هذا الموقف في عام 1859 من قبل طبيب ألماني رودولف فيرشو (1821-1902). لقد استكمل بشكل كبير النظرية الخلوية بافتراض أن الخلية تأتي فقط من خلية موجودة مسبقًا عن طريق الانقسام (" السيلولاالسابقالسيلولاقدمت نظرية الخلية طفرة في معرفة بنية ووظيفة الكائن الحي. تحتفظ أحكامها الرئيسية بأهميتها اليوم.
2. الأحكام الرئيسية لنظرية الخلية (في التفسير الحديث)
1. الخلية هي نظام حي أولي ، وهي وحدة بنية وحياة وتكاثر وتطور. لا توجد حياة خارج الزنزانة.
2. تنشأ الخلايا الجديدة فقط عن طريق تقسيم الخلايا الموجودة مسبقًا.
3. خلايا جميع الكائنات الحية متشابهة في التركيب. وهي تشمل الأغشية والسيتوبلازم والنواة أو النواة.
4. إن نمو وتطور كائن متعدد الخلايا هو نتيجة لنمو وتكاثر خلية أولية واحدة أو أكثر.
5. التركيب الخلوي للكائنات الحية دليل على أن جميع الكائنات الحية لها أصل واحد.
3. إمبراطوريات وممالك الكائنات الحية
يوجد نوعان من الخلايا:- بدائية النواة (ما قبل النووية ، أو ما قبل النووية ، اليونانية. طليعة- قبل)؛
- حقيقيات النوى (نووي ، غرام. الاتحاد الأوروبي- بخير!).
تشمل مملكة superkingdom (أو الإمبراطورية) بدائيات النوى ممالك eubacteria (إيجابية الجرام ، سلبية الجرام ، بكتيريا- العصا - اليونانية) والطحالب الخضراء المزرقة ، أو البكتيريا الزرقاء ، ومملكة البكتيريا القديمة.
هذه هي الكائنات الحية الأكثر ترتيبًا التي ظهرت في العصور القديمة والتي نجت حتى يومنا هذا.