Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ И ЕЕ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ




Развитие представлений о клеточном строении организмов свя­зано с достижениями физики и созданием оптических приборов. В 1665 г. английский физик Р. Гук использовал весьма несовершен­ный микроскоп для исследования тонких срезов пробки и обна­ружил мелкие, отделенные друг от друга стенками, ячейки, ко­торые он назвал клетками (cell — англ. «клетка», «келья»). Хотя Р.Гук исследовал мертвую ткань и на срезах видел не сами клет­ки, а только их мертвые стенки, его работа положила начало мик­роскопическому исследованию растений. Микроскопическое изу­чение животных клеток началось значительно позже, что опреде­лялось рядом технических трудностей, связанных с организацией животных тканей. Однако постепенно, на протяжении двух веков был собран большой описательный материал о клеточном строе­нии животных и растительных организмов.

В начале XIX в. в связи с усовершенствованием микроскопа и разработкой методов фиксации и окраски тканей были сделаны важнейшие цитологические открытия. Стало очевидным, что жи­вотные организмы, так же как и растительные, состоят из клеток. Главным в организации клетки стали считать ее содержимое: про­топлазму (Пуркинье, 1830) и ядро (Браун, 1831), а не клеточную стенку, как думали раньше. Но только в 1838 г. ботаник Шлейден и зоолог Шванн, обобщив морфологические наблюдения, накоп­ленные за два века, поняли универсальное значение клеток и сфор­мулировали "клеточную теорию". Фактически это была констата­ция общебиологических закономерностей, т.е. фундамент органи­зации всего живого.

Спустя 20 лет немецкий анатом Р. Вирхов сделал другое важ­ное обобщение: клетка может возникнуть только из предшеству­ющей клетки. Когда было выяснено, что сперматозоид и яйцо — тоже клетки, соединяющиеся друг с другом в процессе оплодот­ворения, стало понятно, что жизнь из поколения в поколение — это непрерывная последовательность клеток.

Важнейшие вехи цитологических открытий приведены в Табл.Х.1.

Основные положения клеточной теории, обобщившей важней­шие открытия XIX в., актуальны и в наше время, когда современная цитология, вобрав в себя достижения генетики, молекуляр­ной и физико-химической биологии, превратилась в бурно раз­вивающуюся клеточную биологию.

Таблица X.I Некоторые важнейшие открытия в истории цитологии
Год Автор открытия Открытие
Кеплер предложил принцип создания сложного светового микроскопа
Р. Гук использовал микроскоп и описал небольшие ячейки в срезах пробки, названные им «клетками»
Левенгук сообщил об открытии простейших. Впоследствии описал бактерии и некоторые животные клетки (эритроциты, сперма­тозоиды)
Фонтана описал клетки кожи угря
Пуркинье описал ядро в яйце курицы
Браун описал ядра в клетках орхидей
1838-1839 Шлейден и Шван объединили наблюдения исследователей, сделанные за 200 лет, и сформулировали основные положения клеточной теории
Вирхов ввел постулат «клетка только от клетки»
Флемминг с большой точностью описал поведение хромосом во время митоза животных клеток
Гольджи сетчатый аппарат, названный впоследствии комплексом Гольджи
  создание электронного микроскопа
  получила широкое распространение электронная микроскопия

 

Основные положения клеточной теории следующие.

1. Клетка — элементарная единица живого. Современная экспе­риментальная цитология полностью доказала этот постулат. Толь­ко клетка является наименьшей единицей живого и представляет собой открытую (обменивающуюся с внешней средой), саморе­гулирующуюся, самовоспроизводящуюся систему, важнейшим функционирующим звеном которой являются белки и нуклеино­вые кислоты.

Современная биология располагает возможностью выделения любых компонентов клетки (вплоть до конкретных молекул). Мно­гие из них при создании соответствующих условий могут самосто­ятельно функционировать. Так, в пробирке можно вызвать сокра­щение актино-миозинового комплекса, добавив АТФ. Можно ис­кусственно синтезировать белки и нуклеиновые кислоты, но это всего лишь часть живого. Для работы комплексов, выделенных из клетки, нужны дополнительные субстраты, ферменты, энергия и т.д. Только клетки как саморегулирующиеся системы наделены всем необходимым для поддержания полноценной жизнедеятельнос­ти.

2. Все клетки имеют общий план строения. Это правило распро­страняется на прокариотические и эукариотические (одноклеточ­ные и многоклеточные) организмы. Общий принцип организации клеток определяется необходимостью осуществлять ряд обя­зательных функций, направленных на поддержание жизнедеятель­ности самих клеток. Так, у всех клеток есть оболочка, отграничи­вающая клетку от окружающей среды, изолирующая ее содержи­мое и одновременно контролирующая поток веществ в клетку и из нее.

Каждая клетка осуществляет энергетический обмен, способна к воспроизводству, биосинтезу белка и т. д.Эти функции выпол­няют внутриклеточные структуры — органоиды, имеющие общий план строения и работающие по единым механизмам.

Вместе с тем клетки характеризуются значительным разнооб­разием, связанным с функциональной специализацией. Это от­четливо прослеживается у многоклеточных организмов. Так, нер­вные, мышечные, эпителиальные клетки резко отличаются друг от друга преимущественным развитием разных органоидов. При­обретение клетками черт функциональной специализации, необ­ходимой для выполнения конкретных функций (генерация и про­ведение электрических импульсов в нейронах, сокращение мы­шечных клеток, секреция железистых клеток), — результат кле­точной дифференцировки в процессе онтогенеза.

3. Клетка только от клетки. Размножение (увеличение числа) клеток про- и эукариот происходит только путем деления пред­шествующих клеток. Обязательным условием деления является процесс предварительного удвоения генетического материала (реп­ликация ДНК). Все клетки организма родственны, так как разви­ваются одинаковым образом и из одного источника (в этом смыс­ле все клетки гомологичны). Миллиарды разнообразных клеток живого организма произошли в результате бесчисленного числа делений одной клетки — оплодотворенной яйцеклетки (зиготы), служащей началом жизни всякого организма.

4. Клетки и организм. Многоклеточные организмы представля­ют собой ассоциации специализированных клеток, объединенных в целостные системы, которые регулируются межклеточными, гу­моральными и нервными механизмами. Кроме клеток в состав многоклеточных организмов входят неклеточные компоненты: меж­клеточное вещество соединительной ткани, плазма крови, твер­дый матрикс кости. К клеточным структурам относятся также ги­гантские многоядерные образования, например поперечнополо­сатые мышечные волокна. Однако современные исследования по­казали, что такие структуры являются результатом слияния от­дельных клеток.

Таким образом, рост, развитие, обмен веществ, наследствен­ность, эволюция, болезни, старение и смерть отражают многооб­разные аспекты деятельности различных клеток организма.


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 479. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7