§4. Клеточная теория
Вспомните. Задание №1
Кто впервые описал клетки как структурные элементы организмов?
Ответ:
Роберт Гук впервые увидел и описал клетки, из которых состоят живые организмы, в 1665 г.
Задание №2
Какие черты сходства и различия наблюдаются между клетками растений, животных и бактерий?
Ответ:
В бактериальной клетке:
• нет ядра;
• есть цитоплазматическая мембрана;
• есть клеточная стенка, образована пектином или муреином;
• вместо хромосом − нуклеоид;
• нет мембранных органоидов: пероксисом, лизосом, пластидов, центриолей, митохондрий, эндоплазматического ретикулума или сети, аппарата Гольджи.
В животной клетке:
• ядро есть, отвечает за передачу генетической информации;
• есть клеточная мембрана;
• нет клеточной стенки;
• есть хромомсомы;
• нет вакуолей;
• есть цитоплазма, митохондрии, эндоплазматический ретикулум или сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, цитоскелет, центриоли, лизосомы, пероксисомы, органеллы для перемещения.
В растительной клетке:
• есть ядро, которое придает клетке форму, запасает питательные вещества, определяет рамки роста;
• есть клеточная мембрана;
• есть клеточная стенка;
• есть хромосомы;
• есть вакуоли;
• есть мембранные органоиды: митохондрии, эндоплазматический ретикулум или сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, пластиды, цитоскелет, пероксисомы, органеллы для перемещения;
• центриоли только у низших растений.
Задание №3
Все ли организмы на Земле имеют клеточное строение?
Ответ:
Все живое разделено на 2 империи — клеточные и неклеточные формы жизни. Основными формами жизни на Земле являются организмы клеточного строения. Этот тип организации присущ всем видам живых существ, за исключением вирусов, которые рассматриваются как неклеточные формы жизни.
Вопросы. Задание №1
Какие свойства объединяют все клетки организмов?
Ответ:
Все живые существа на Земле, за исключением вирусов, построены из клеток и могут быть одноклеточными (бактерии, некоторые водоросли, простейшие) или многоклеточными.
Клетка обладает всеми признаками живого организма, при этом она должна поддерживать свою форму, получать из вне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества. Кроме того, любая клетка многоклеточного организма обязательно выполняет какие−то функции, необходимые для нормальной жизни всего многоклеточного организма.
Задание №2
Каковы основные компоненты любой клетки?
Ответ:
Обязательными компонентами живой клетки являются плазматическая мембрана, цитоплазма и генетический аппарат, отвечающий за реализацию в клетке наследственной информации. Остальные клеточные компоненты различаются у разных групп организмов.
Задание №3
Каковы основные положения современной клеточной теории?
Ответ:
В настоящее время основные положения клеточной теории формулируются так:
1) Клетка является универсальной структурной и функциональной единицей живого.
2) Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.
3) Клетки образуются только при делении исходных клеток.
4) Клетки способны к самостоятельной жизнедеятельности, но ви многоклеточных организмах их работа скоординирована, и организм представляет собой целостную систему.
5) Именно благодаря деятельности клеток в многоклеточных организмах осуществляется обмен веществ и энергии, рост и размножение.
Задание №4
Какое значение имела клеточная теория для развития биологии?
Ответ:
Клеточная теория в науке открыла и укрепила представление о клетке как важнейшей составляющей всех организмов и главным их строительным элементом. Благодаря клеточной теории можно говорить о единстве живой природы.
Открытие этой теории — едва ли не самое важное событие в области биологии. Клеточная теория стимулировала развитие таких наук как эмбриология, физиология и гистология. На ее основе возникло материалистическое понимание жизни, стало возможным объяснение эволюционной взаимосвязи между организмами, формулировка сущности онтогенеза.
Задания. Задание №1
Охарактеризуйте основные этапы истории открытия и изучения клетки.
Ответ:
Клетка была открыта в 1665 г. английским физиком Робертом Гуком (1635−1703), впервые применившим микроскоп для изучения биологических объектов.
Российский ученый Карл Бэр в 1827 г. обнаружил яйцеклетку млекопитающих. Этим открытием он подтвердил ранее высказанную идею английского врача У. Гарвея о том, что все живые организмы развиваются из яйца.
Ядро было сначала обнаружено в растительных клетках английским биологом Р. Брауном (1833 г.).
Большое значение для понимания роли клетки в живой природе имели труды немецких ученых: ботаника М. Шлейдена и зоолога Т. Шванна. Они первыми сформулировали клеточную теорию, основной пункт которой утверждал, что все организмы, в том числе растительные и животные, состоят из простейших частиц − клеток, а каждая клетка − самостоятельное целое. Однако в организме клетки действуют совместно, формируя гармоничное единство.
Позднее в клеточную теорию добавлялись новые открытия. В 1858 г. немецкий ученый Р. Вирхов обосновал, что все клетки образуются из других клеток путем клеточного деления: "всякая клетка из клетки".
Задание №2
Сравните положения клеточной теории, сформулированные М. Шлейденом и Т. Шванном, с современными. Как повлияло развитие биологии на формулировку клеточной теории?
Ответ:
Основные пункты этой теории, сформулированные М. Шлейденом и Т. Шванном, были такими:
• все живые существа состоят из клеток;
• все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности;
• каждая клетка самостоятельна;
• деятельность организма является суммой процессов жизнедеятельности составляющих его клеток.
В настоящее время основные положения клеточной теории формулируются так:
1) Клетка является универсальной структурной и функциональной единицей живого.
2) Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.
3) Клетки образуются только при делении исходных клеток.
4) Клетки способны к самостоятельной жизнедеятельности, но ви многоклеточных организмах их работа скоординирована, и организм представляет собой целостную систему.
5) Именно благодаря деятельности клеток в многоклеточных организмах осуществляется обмен веществ и энергии, рост и размножение.
Биология прошла этапы развития, в которых клеточная теория была усовершенствована и дополнена, и пришла к своей современной формулировке.
Подумайте. Задание №1
Что сдерживало развитие клеточной теории с момента начала изучения клетки?
Ответ:
Развитие клеточной теории сдерживало неразвитая система исследования. Долгое время ученые не могли создать способы посмотреть состав веществ, предметов. Только с получением микроскопа Антони Ван Левенгуком начался этап изучения клетки и появились первые предпосылки к созданию клеточной теории.
