Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и мира животных, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента растительных и животных организмов.
Клеточная теория строения организмов была сформирована в 1839 году немецкими зоологами Т. Шванном и М. Шлейденом и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы.
В 1878 году русским учёным И.Д. Чистяковым открыт митоз в растительных клетках. А в 1878 году В.А. Флемминг и П.И. Перемежко обнаруживают митоз у животных. В 1882 году В. Флемминг наблюдает мейоз у животных клеток, а в 1888 году Э. Страсбургер — у растительных.
Клеточная теория является одной из основополагающих идей современной биологии, она стала неопровержимым доказательством единства всего живого и фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Основные положения клеточной теории содержат такие утверждения:
- Клетка — элементарная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов, вне клетки нет жизни.
- Клетка — целостная система, содержащая большое количество связанных друг с другом элементов — органелл.
- Клетки различных организмов похожи (гомологичны) по строению и основным свойствам и имеют общее происхождение.
- Увеличение количества клеток происходит путем их деления, после репликации их ДНК: клетка — от клетки.
- Многоклеточный организм — это новая система, сложный ансамбль из большого количества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных между собой с помощью химических факторов: гуморальных и нервных.
- Клетки многоклеточных организмов тотипотентны — любая клетка многоклеточного организма обладает одинаковым полным фондом генетического материала этого организма, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, — но отличаются по уровню экспрессии (работы) отдельных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию — дифференцировке.
Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке, — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования . Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.
На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды по изотопному составу химических элементов.
Химический состав клетки
1 группа (до 98 %) (органогены):
- углерод;
- водород;
- кислород;
- азот;
- Ффосфор.
2 группа (1,5—2 %) (макроэлементы):
- калий;
- натрий;
- кальций;
- магний4
- хлор;
- железо.
3 группа (>0,01 %) (микроэлементы):
- цинк;
- марганец;
- медь;
- фтор;
- кобальт;
- молибден.
4 группа (>0,00001 %) (ультрамикроэлементы):
- уран;
- радий;
- золото.
1. Дайте определения понятий.
Клетка
– элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.
Органоид
– постоянная специализированная структура в клетках живых организмов, осуществляющая определенные функции.
Цитология
– раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти.
2. Распределите фамилии ученых из приведенного перечня (список избыточен) по соответствующим столбцам таблицы.
Р. Броун, К. Бэр, Р. Вирхов, К. Гален, К. Гольджи, Р. Гук, Ч. Дарвин, А. Левенгук, К. Линней, Г. Мендель, Т. Шванн, М. Шлейден.
Ученые, внесшие вклад в развитие знаний о клетке
3. Заполните левый столбец таблицы.
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ
4. Укажите признаки, общие для всех клеток. Объясните, благодаря каким свойствам живой материи все клетки имеют общие признаки.
Все клетки окружены мембраной, их генетическая информация хранится в генах, белки являются их основным структурным материалом и биокатализаторами, они синтезируются на рибосомах, в качестве источника энергии клетки используют АТФ. Все клетки – открытые системы. Для них характерны рост и развитие, размножение и раздражимость.
5. Какое значение для биологической науки имеет клеточная теория?
Клеточная теория позволила сделать вывод о сходстве химического состава всех клеток, общем плане их строения, что подтверждает филогенетическое единство всего живого мира. Современная цитология, вобрав в себя достижения генетики, молекулярной биологии, биохимии, превратилась в клеточную биологию.
7. Впишите пропущенные термины.
Форму двояковогнутого диска имеют эритроциты человека.
В состав костной ткани входят крупные остеоциты с многочисленными отростками. Лейкоциты крови не имеют постоянной формы. Очень разнообразны клетки нервной ткани, обладающие способностью к возбудимости и проводимости.
8. Познавательная задача.
Первое описание клетки было опубликовано в 1665 г. В 1675 г. стали известны одноклеточные организмы. Клеточная теория была сформулирована в 1839 г. Почему дата зарождения цитологии совпадает со временем формулирования клеточной теории, а не со временем открытия клетки?
Цитология – раздел биологии, изучающий органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти в клетке. На момент открытия клетки была описана клеточная стенка. Далее были открыты первые клетки, но сама структура и функции их известны не были. Знаний было недостаточно, они были проанализированы Т. Т. Шванном, М. Шлейденом, и ими была создана клеточная теория.
9. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Клеточное строение имеет:
1) айсберг;
2) лепесток тюльпана;
3) белок гемоглобин;
4) кусок мыла.
Тест 2.
Авторами клеточной теории являются:
1) Р. Гук и А. Левенгук;
2) М. Шлейден и Т. Шванн;
3) Л. Пастер и И. И. Мечников;
4) Ч. Дарвин и А. Уоллес.
Тест 3.
Какое положение клеточной теории принадлежит Р. Вирхову?
1) Клетка - элементарная единица живого;
2) всякая клетка происходит из другой клетки;
3) все клетки сходны по своему химическому составу;
4) сходное клеточное строение организмов - свидетельство общности происхождения всего живого.
10. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.
11. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Цитология
– первоначально обозначала изучение структуры и функций клетки. Позднее цитология превратилась в обширный раздел биологии, стала более практичной и прикладной, но суть термина осталась прежней – изучение клетки и ее функций.
12. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.1.
О существовании клеток люди узнали после изобретения микроскопа. Первый примитивный микроскоп изобрел З. Янсен.
Р. Гук обнаружил клетки пробки.
А. Ван Левенгук, усовершенствовав микроскоп, наблюдал живые клетки и описал бактерии.
К. Бэр обнаружил яйцеклетку млекопитающих.
Ядро было обнаружено в растительных клетках Р. Брауном.
М. Шлейден и Т. Шванн первыми сформулировали клеточную теорию. «Все организмы состоят из простейших частиц – клеток, а каждая клетка – самостоятельное целое. В организме клетки действуют совместно, формируя гармоничное единство».
Р. Вирхов обосновал, что все клетки образуются из других клеток путем клеточного деления.
К концу XIX в. были открыты и изучены структурные компоненты клеток и процесс их деления. Возникновение цитологии.
Основные положения современной клеточной теории:
клетка - структурно-функциональная единица всех живых организмов, а также единица развития;
клеткам присуще мембранное строение;
ядро - главная часть эукариотической клетки;
клетки размножаются только делением;
клеточное строение организмов свидетельствует о том, что растения и животные имеют единое происхождение.
«Учёный Ломоносов» - Солнечная печь. Киево-Могилянская духовная академия. Славяно-греко-латинская академия г.Москва. Зеркальные телескопы. Великий ученый - энциклопедист. Александро-Невская лавра. 4 апреля 1765 год. Громовая машина Ломоносова. Ежели впредь с таким же рачением простираться будет, то, не сомневаюсь, что, возвратись в отечество, принесет пользу обществу, чего от сердца желаю» Профессор Х.Вольф.
«Мир клетки» - Удивительный мир страны «Клетка». Погружается в мир бактериальной клетки. Формы представления. Способны ли клетки грибов к движению? Выяснить, если родство между клетками бактерий, грибов, растений, животных. Выяснить, отличаются ли процессы жизнедеятельности данных видов клеток. Погружается в мир животной клетки, выясняют строение, функции, жизнедеятельность.
«Строение и химический состав клетки» - Завершает книгу указатель терминов. Органические соединения образуют до 20-30% массы каждой клетки. Здесь находится генетическая информация, отсюда регулируется жизнедеятельность клетки. Строение клетки. Углеводы. Изучением строения и функций клеток занимается цитология (от греч. «цитос» - клетка). Анатомия, физиология, психология, гигиена?
«Живые клетки» - Эритроцит. Кровяные пластинки(тромбоциты) – небольшие безъядерные образования, Лейкоциты (белые кровяные клетки. КЛЕТКА – элементарная целостная живая система. Эритроциты, или красные клетки крови. Внутреннее строение завязи цветка. Клетки завязи. Живые клетки. Центральная клетка (2n). ЦИТОЛОГИЯ (от цито... и...логия) - наука о клетке.
«Жизнедеятельность клетки» - Цели урока: Ознакомиться с основными процессами жизнедеятельности клетки. Ненужные вещества. Питание - в клетку поступают питательные вещества. 7. Размножение - из одной клетки образуется две новые. Питательные вещества. Дыхание – в клетку поступает кислород, удаляется углекислый газ. Развитие – строение клетки усложняется.
«Ферменты клетки» - Свойства ферментов. на тему: "Феременты". Оглавление. Классификация ферментов. Общие положения. Пример двухкомпонентного Фермента - пероксадаза. Методы выделения и очистки ферментов. Ферменты. Строение ферментов. Номенклатура ферментов. Сейчас используется новая номенклатура ферментов, принятая в 1961 году.