По мнению ученых, суммарное число видов на Земле (с учетом еще не открытых) достигает 5 – 35 млн., а по некоторым прогнозам даже 50 или 100 млн.

Все множество живых организмов распределяется, или классифицируется по определенной системе иерархически соподчиненных групп – таксономических категорий. Самой высокой таксономической категорией, которую выделяют многие современные ученые, является империя. В настоящее время выделяют две империи – неклеточные организмы и клеточные организмы. Неклеточные формы жизни обладают одним общим свойством – находясь вне клетки, они не могут размножаться и у них не происходит обмен веществ. Они являются внутрикле­точными паразитами на генетическом уровне. Это вирусы, которые составляют одноименное царство. Они распространены в природе повсеместно и поражают все группы живых организмов.

Среди клеточных организмов выделяют два надцарства – Прокариоты и Эукариоты.

Прокариоты – это самые древние организмы, которые возникли на Земле примерно 3,6–3,8 млрд. лет назад. Это организмы, не имеющие морфологически оформленного ядра (доядерные) и типичного хромосомного аппарата. К прокариотам относится одно царство – Бактерии (Monera). Некоторые ученые среди прокариот выделяют два царства – Архебактерии (Archaebacteria) и Настоящие бактерии (Eubacteria).

Эукариоты (настоящие ядерные организмы) – имеют морфологически оформленное ядро. Они возникли на Земле около 1,8 млрд. лет назад.

В соответствии с системой Роберта Уиттекера (1969 г.) к эукариотам относятся 4 царства: протисты, животные, грибы, растения (рис. 1.1.).

Протисты (Protista) – это гетерогенная группа эукариотических одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, которые в своем строении не имеют высокоорганизованных тканей. К ним относятся простейшие, водоросли, слизевики и низшие классы грибов. К царству Растения (Plantae) относятся фотосинтезирующие автотрофные многоклеточные организмы с тканевым строением. Грибы (Fungi) – это гетеротрофные (осмотрофные), как правило, многоклеточные организмы мицелиального строения. Царство Животные (Animalia) составляют многоклеточные гетеротрофные (голозойные) организмы с тканевым строением.

Лекция 2 клеточное строение организмов

План:

1. История изучения клетки. Основные положения клеточной теории.

2. Формы, размеры, химический состав клеток.

3. Строение растительной клетки и некоторые ее свойства.

4. Клеточный цикл. Деление клеток.

1. Основные положения клеточной теории

Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живых организмов. Ей свойственны все проявления жизни: рост и развитие, обмен веществ и энергозависимость, размножение, раздражимость, наследственность и др. Лишь вирусы лишены клеточной структуры, однако вне клетки они не проявляют свойства живого. Наука, которая занимается изучением строения и функционирования клетки, называется цитологией.

Исследование клетки стало возможным после изобретения в 1590 г. брать­я­ми Янсен (Захарий и Френсис – голландские мастера очков) первого светового микроскопа (в 1609 г. – итальянский ученый Галилео Галилей, в 1617г. – немецкий ученый Кеплер, на границе XVI – XVII вв. – многими учеными).

Впервые клеточное строение у растений наблюдал и описал англичанин Ро­берт Гук («Микрография», 1665 г.), рассматривая под усовершенствованным им микроскопом Галилея срез бутылочной пробки. При этом он выявил ее ячеистое строение и назвал эти ячейки клетками.

Клетки у различных организмов также наблюдали и другие, ученые того времени: 1675 г. – итальянец Марчелло Мальпиги, 1673 г. – голландец Антони ван Левенгук, 1682 г. – англичанин Неемия Грю.

Но и в XVII, и в XVIII вв. представления о клетке были довольно примитив­ными: клетка рассматривалась как пустая полость, важную роль в которой выпол­няет только оболочка. Содержимому клеток ученые придавали вторичную роль.

В начале XIX в. многие исследователи сосредоточили внимание на изу­чении внутриклеточного содержимого: 1825 г. – чех Ян Пуркинъе открыл ядро в яйце­клетке птиц; 1831 г. – англичанин Роберт Броун описал ядро у растений.

Мысль о том, что клетка является основой организации растений и животных в той или иной форме, высказали многие ученые того времени (Ж.Б. Ламарк, А. Дютроше, Г. Моль, П.Ф. Горанинов и др.).

На рубеже 30 – 40-х гг. XIX в. немецкими учеными зоологом Т. Шванном и ботаником М. Шлейденом была сформулирована клеточная теория, главный те­зис которой – признание общего для всех организмов принципа клеточного строения и роста.

В XIX в. с помощью светового микроскопа были открыты ос­новные структурные элементы клетки, накапливались данные об их функциях.

Во второй половине XIX в. были сделаны новые открытия, которые обогатили клеточную теорию: 1854 г. – немец Крюгер открыл лейкопласты; 1885 г. – немецкий ботаник А. Шимпер – хлоро- и хромопласты; 1890 г. – немец Р. Альтман, а в 1892 г. – В. Флеминг открыли митохондрии; 1898 г. – итальянский ученый К. Голъджи – комплекс Гольджи; 1874 г. – И.Д. Чистяков, а в 1875 г. – Э. Страсбургер открыли деление клеток. В 1855 г. немецкий ученый Р. Вирхов обосновал принцип преемственности клеток путем деления: «каждая клетка от клетки».

В середине XX в. (1946 г.) был изобретен электронный микроскоп, с его помощью стало возможным не только изучить детали структуры известных компонентов, но открыть новые – рибосомы, сферосомы, мембраны и др.

В современном виде клеточная теория содержит четыре основных постулата:

• клетка – наименьшая элементарная структурно-функциональная единица жи­вого. Вне клетки жизни нет;

• клетки растений и животных сходны по своим основным свойствам и строе­нию;

• клетки размножаются только путем деления исходной (материнской) клет­ки;

• клетки большинства многоклеточных организмов специализируются по функциям и обра­зуют ткани.