Історія відкриття клітини

Кому належить відкриття клітини? Хто є автором і основоположником клітинної теорії? Хто доповнив клітинну теорію принципом: «Кожна клітина – від клітини»?

Відкриття клітини належить Роберту Гуку в 1665 р Гук вивчав під мікроскопом тонкий зріз пробки і побачив її пористу будову, подібне до бджолиних стільників. Ці осередки Гук і назвав клітинами. Честь створення клітинної теорії належить німецькому зоологу і фізіологові Т. Шванну. Німецький біолог Р. Вірхов доповнив теорію висловом «Кожна клітина – від клітини».

Які вчені внесли значний внесок у розвиток уявлень про клітці? Назвіть заслуги кожного з них.

Незабаром клітинну будову рослин підтвердили італійський біолог і лікар М. Мальпігі і англійський ботанік Н. Гр ю. Їх увагу привернули форма клітин і будова їх оболонок. Значний внесок у вивчення клітини вніс голландський мікроскопісту А. ван Левенгук, який відкрив одноклітинні організми – інфузорії, амеби, бактерії. Він також вперше спостерігав клітини тварин – еритроцити і сперматозоїди. У 1825 р чеський учений Я. Пуркине відкрив ядро ​​в яйцеклітині птахів. Він також ввів поняття «протоплазма», яке відповідає сьогоднішньому поняттю цитоплазми. У 1831 р англійський ботанік Р. Броун вперше описав ядро ​​в клітинах рослин, а в 1833 р він прийшов до висновку, що ядро ​​є обов’язковою частиною рослинної клітини.

Сформулюйте основні положення клітинної теорії. Який внесок внесла клітинна теорія у розвиток природничо-наукової картини світу?

В даний час клітинна теорія включає такі основні положення.

• Клітина – елементарна структурна і функціональна одиниця живих організмів, яка володіє всіма ознаками і властивостями живого;
• Клітини всіх організмів подібні за будовою, хімічним складом і основним проявам життєдіяльності;
• Клітини утворюються шляхом ділення вихідної материнської клітини;
• У багатоклітинних організмі клітини спеціалізуються за функціями і утворюють тканини. З тканин побудовані органи і системи органів.

Клітинна теорія зробила істотний вплив на розвиток біології і послужила фундаментом для подальшого розвитку багатьох біологічних дисциплін – ембріології, гістології, фізіології.

Використовуючи знання, отримані при вивченні біології в 6-9-му класах, на прикладах доведіть справедливість четвертого положення клітинної теорії.

Як правило, лист складається з наступних тканин: епідерміс – шар клітин, які захищають від шкідливого впливу середовища і зайвого випаровування води. Часто поверх епідермісу лист покритий захисним шаром восковидного походження (кутикулою). Мезофіл, або паренхіма – внутрішня хлорофіллоносной тканина, що виконує основну функцію – фотосинтез. Мережа жилок, утворених провідними пучками, що складаються з судин і сітовідних трубок, для переміщення води, розчинених солей, цукрів і механічних елементів. Устячка – спеціальні комплекси клітин, розташовані, в основному, на нижній поверхні листя; через них відбувається випаровування води і газообмін.

До 1830-х рр. була поширена думка про те, що клітини – це «мішечки» з живильним соком, при цьому головною частиною клітини вважалася її оболонка. Чим могло бути зумовлене таке уявлення про клітинах? Які відкриття сприяли зміні уявлень про будову і функціонування клітин?

Зміни уявлень про будову і функціонування клітин сприяли відкриття еритроцитів і сперматозоїдів. Відкриття Я. Пуркине ядра в яйцеклітині птахів і «протоплазми». У 1831 р Р.Броун вперше описав ядро ​​в клітинах рослин, а в 1833 р він прийшов до висновку, що ядро ​​є обов’язковою частиною рослинної клітини.

Доведіть, що саме клітина є елементарною структурно-функціональною одиницею живих організмів.

Клітина є найменшою за розмірами структурою, що володіє всіма основними ознаками живого: обміном речовин і енергії, саморегуляцією, подразливістю, здатністю рости, розвиватися і розмножуватися, зберігати спадкову інформацію і передавати її дочірнім клітинам при поділі. У окремих компонентів клітини всі ці властивості в сукупності не проявляються.

Розміри більшості рослинних і тваринних клітин складають 20-100 мкм, тобто клітини є досить дрібними структурами. Чим обумовлені мікроскопічні розміри клітин? Поясніть, чому рослини і тварини складаються не з однієї (чи кількох) величезних клітин, а з безлічі дрібних.

Рослини і тварини є складними організмами з наявністю спеціалізованих тканин. Одна клітина забезпечити виконання даних функцій не може, тому вони об’єднуються утворюючи тканину, а потім орган. Чим більше розміри клітини, тим в більшій кількості поживних речовин вона потребує і більше продуктів життєдіяльності необхідно з клітки вивести. У зв’язку з ці та витрати енергії виростають, що не вигідно для клітини.

Історія та методи вивчення клітини. Клітинна теорія

Більшість організмів Землі мають клітинну будову. Клітина – це структурно-функціональна одиниця живого, здатна до самовідтворення, для якої характерні всі ознаки живого.

Історія відкриття клітинної будови організмів. Відкриття клітини відбулося в середині XVII ст. Тоді англійський натураліст Роберт Гук (1635- 1703) за допомогою мікроскопа вперше побачив і описав клітинну будову рослин.

Розглядаючи тонкий зріз пробки при сильному збільшенні мікроскопа, Гук був вражений її складною структурою. Він писав: «Взявши шматочок чистої світлої пробки, я відрізав від нього гострим, як бритва, складаним ножем дуже тонку пластинку. Коли потім я став роздивлятися його під мікроскопом, … я ясно побачив, що весь він пронизаний отворами і порами … Ці пори, були неглибокими, а складалися з дуже багатьох маленьких осередків, вичленованих з безперервної пори особливими перегородками. Така будова властиво не одній тільки пробці »(рис. 36).

Цими словами в 1665 р Роберт Гук вперше повідомив про існування клітини. Він же першим застосував і термін «клітка» (cellula) для позначення побаченої їм клітинної стінки. Цей термін міцно увійшов в біологію, а його відкриття поклало початок дослідженню клітинної будови організмів.

Подальше вивчення клітинної будови організмів пов’язане з ім’ям голландського дослідника А. Левенгука. Лінзи, виготовлені вченим, давали збільшення в 300 разів, що дозволило зробити ряд великих відкриттів: описати бактерій, найпростіших (інфузорій), еритроцити, сперматозоїди. Після публікації своїх досліджень Левенгук отримав широку популярність як найбільший учений свого часу (рис. 37).

Створення першої клітинної теорії. Особливо інтенсивно клітини стали вивчати в XIX ст., Що було пов’язано з удосконаленням мікроскопів. У 1939 р, узагальнивши численні мікроскопічні дослідження клітин, німецькі вчені зоолог Теодор Шванн і ботанік Маттіас Шлейден (рис. 38) сформулювали основні положення клітинної теорії: 1) всі організми складаються з клітин; 2) клітини являють собою дрібні структурні одиниці життя; 3) клітини в організмі виникають шляхом новоутворень з неклеточного речовини.

У деяких висновках вчені помилилися. Зокрема, положення про виникнення нових клітин виявилося невірним. Але основна ідея клітинної будови організмів була правильною.

Після створення клітинної теорії дослідження клітини стали провідними в біології. Завдяки роботам багатьох учених було детально вивчено будову клітинного ядра, проведено аналіз найважливіших біологічних процесів, що відбуваються з клітинами. Особливо значущими виявилися дослідження німецького лікаря і вченого Рудольфа Вірхова (рис. 38), який виправив і доповнив клітинну теорію. У 1858 р він обгрунтував принцип спадкоємності клітин: «кожна клітина походить з клітини шляхом поділу вихідної клітини».

Клітинна теорія в основному була сформульована. Однак методи дослідження клітини були недосконалі, і наука про клітину ще не оформилася в самостійну наукову дисципліну.

Цитологія – наука про клітину. На рубежі XIX-XX ст. виник і сформувався новий розділ біології – цитологія (від грец. кітос – посудина, тут – клітка і логос – вчення) – наука, що вивчає будову і функції клітин. Подальший розвиток цієї науки було безпосередньо пов’язане з відкриттями у фізиці, хімії та вдосконаленням мікроскопічної техніки.

В даний час для вивчення клітин вчені користуються різними методами. Метод мікроскопії дає можливість детально вивчати зовнішній вигляд клітин, їх мікроструктуру (рис. 39). В світловий мікроскоп можна побачити досить великі органели, наприклад ядро, мітохондрії, хлоропласти, апарат Гольджі. Електронний мікроскоп дає збільшення в 1000 разів більше, ніж світловий, що дозволяє детально розглянути структуру окремих органоїдів.

За допомогою фізико-хімічних та біохімічних методів вивчені органічні та неорганічні речовини живого, їх функції та шляхи перетворень в клітці. Застосування методів культури клітин і тканин дозволило спостерігати за ростом і розмноженням клітин поза організмом, виділяти фактори росту, визначати вплив різних речовин на клітини, отримувати клітинні гібриди шляхом злиття клітин.

Основні положення сучасної клітинної теорії:

клітина є структурно-функціональною одиницею живого, що представляє собою елементарну живу систему, для якої характерні всі основні ознаки живого;

клітини всіх організмів мають подібний хімічний склад і загальний план будови;

нова клітина виникає в результаті поділу вихідної клітини;

багатоклітинні організми розвиваються з однієї вихідної клітини;

схожість клітинного будівлі організмів свідчить про єдність їх походження.

Світловий мікроскоп був суттєво вдосконалений в період з 1887-1900 рр. Розвиток хімії та біохімії призвело до розробки нових методів фіксації і фарбування мікропрепаратів. З цього мо мента цитологія як наука набула експериментальний характер. У 1930 р був сконструйований електронний мікроскоп, який дозволив дослідити ультраструктуру клітини.